aplicaÇÃo do novo mÉtodo de dimensionamento de …

APLICAÇÃO DO NOVO MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS

ASFÁLTICOS A TRECHOS DE UMA RODOVIA FEDERAL

José Geraldo de Souza Júnior

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa

de Pós-graduação em Engenharia Civil, COPPE,

da Universidade Federal do Rio de Janeiro, como

parte dos requisitos necessários à obtenção do

título de Mestre em Engenharia Civil.

Orientador: Laura Maria Goretti da Motta

Rio de Janeiro

Setembro de 2018




DISSERTAÇÃO SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO INSTITUTO ALBERTO

LUIZ COIMBRA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA DE ENGENHARIA (COPPE)

DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS

REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM

CIÊNCIAS EM ENGENHARIA CIVIL.

Examinada por:

________________________________________________

Prof.ª. Laura Maria Goretti da Motta, D.Sc.

________________________________________________

Prof. Deividi da Silva Pereira, D.Sc.

________________________________________________

Dr. Rafael Cerqueira Silva, D.Sc.

RIO DE JANEIRO, RJ - BRASIL

SETEMBRO DE 2018

iii

Souza Júnior, José Geraldo de

Aplicação do Novo Método de Dimensionamento de

Pavimentos Asfálticos a Trechos de Uma Rodovia Federal/

José Geraldo de Souza Júnior. – Rio de Janeiro:

UFRJ/COPPE, 2018.

XVIII, 218 p.: il.; 29,7 cm.

Orientadora: Laura Maria Goretti da Motta

Dissertação (mestrado) – UFRJ/ COPPE/ Programa de

Engenharia Civil, 2018.

Referências Bibliográficas: p. 153-160.

1. MeDiNa. 2. Retroanálise. 3. Dimensionamento de

reforço. I. Motta, Laura Maria Goretti da. II. Universidade

Federal do Rio de Janeiro, COPPE, Programa de

Engenharia Civil. III. Título.

iv

“Rendam graças ao Senhor,

pois Ele é bom;

e o seu amor dura para sempre.”

1 Crônicas 16:34

https://www.bibliaon.com/versiculo/1_cronicas_16_34/

v

AGRADECIMENTOS

Aos meus pais, Noêmia e José Geraldo, por serem meu porto seguro, meus

maiores motivadores, por terem me dado todo o suporte e amor necessário, pela

compreensão, pela educação e pela pessoa que me tornei. Meu amor por vocês é

incondicional.

A minha irmã, Ana Lídia, pela amizade, compreensão e companheirismo.

A minha orientadora, Prof.ª Dra. Laura Maria Goretti da Motta, pelo indiscutível

exemplo profissional e pessoal. Agradeço imensamente por ter me aceitado como seu

orientado. Exemplo de humildade, competência e simplicidade.

Ao Professor Deividi da Silva Pereira pela participação na banca examinadora,

contribuindo para o desenvolvimento dessa dissertação.

Ao D.Sc. Rafael Cerqueira Silva pela participação na banca examinadora, pela

amizade e incentivo.

A Concessionária Via040 e ENGGEOTECH por disponibilizar os dados

utilizados nesta pesquisa.

Ao D.Sc. Marcos Fritzen, pela participação na banca de qualificação, por seus

comentários, sugestões e incentivo.

Ao D.Sc. Filipe Franco, por disponibilizar os softwares utilizados nesta pesquisa,

e estar sempre disponível a sanar as dúvidas e questionamentos.

Aos queridos amigos que fiz durante o curso e levarei para toda a vida, vocês são

incríveis.

Aos amigos do convívio diário, Nielsen, Lucas, Regina, Mateus e Magno. E aos

companheiros de trabalho da ENGGEOTECH Ltda.

vi

Resumo da Dissertação apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos

necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)




Setembro/2018

Orientadora: Laura Maria Goretti da Motta

Programa: Engenharia Civil

Na pesquisa verifica-se as vidas úteis de soluções de reforço e de reconstrução de

pavimentos flexíveis e semi-rígidos indicadas no Catálogo de Soluções de Manutenção

para Pavimentos Flexíveis do DNIT através do método de dimensionamento mecanístico-

empírico MeDiNa. Utilizaram-se 13 trechos de uma rodovia federal com diferentes

condições funcionais, estruturais, de tráfego e climáticas. As soluções do Catálogo do

DNIT são previstas para 10 anos de vida útil. Os métodos que deram origem ao Catálogo

do DNIT, DNER-PRO 11/79 e DNER-PRO 269/94, são voltados para deflexão máxima.

O MeDiNa realiza o dimensionamento de reforço da estrutura do pavimento com base na

deformabilidade dos materiais, curva de fadiga do material do reforço e na previsão de

trincamento, sendo os módulos de elasticidade das camadas obtidos por retroanálise das

bacias de deflexão (BackMeDiNa). Verificou-se que em 78% dos casos analisados as

soluções indicadas pelo Catálogo não atingiram a vida útil de projeto. Destes, 84% não

alcançaram condições aceitáveis aos 4 anos, havendo casos de ruptura em menos de 1

ano. Os resultados indicam a importância da consideração das características elásticas dos

materiais dos pavimentos frente ao estado de tensões e deformações decorrentes do

tráfego e clima.

vii

Abstract of Dissertation presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the

requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.)

APPLICATION OF THE NEW METHOD OF SIZING ASPHALT PAVEMENTS TO

SEGMENTS OF A FEDERAL HIGHWAY


September / 2018

Advisor: Laura Maria Goretti da Motta

Department: Civil Engineering

The research shows the service life of reinforcement and reconstruction solutions

for flexible and semi-rigid pavements indicated in the DNIT’s Flexible Pavement

Maintenance Solutions Catalog through the mechanistic-empirical dimensioning method

MeDiNa. We used 13 stretches of a federal highway with different functional, structural,

traffic and climatic conditions. The solutions of the DNIT’s Catalog are foreseen for 10

years of service life. The methods that gave rise to the DNIT’s Catalog, DNER-PRO

11/79 and DNER-PRO 269/94, are focused on maximum deflection. MeDiNa performs

the reinforcement design of the pavement structure based on the deformability of the

materials, fatigue curve of the reinforcement material and the prediction of cracking, the

elasticity modules of the layers being obtained by backcalculation of the deflection basins

(BackMeDiNa). It was verified that in 78% of the analyzed cases the solutions indicated

by the Catalog didn’t reach the project lifetime. Of these, 84% didn’t reach acceptables

conditions at 4 years, with cases of rupture in less than 1 year. The results indicate the

importance of considering the elastic characteristics of pavement materials in the face of

the stress and deformation conditions due to traffic and climate.

viii

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 1

1.1 JUSTIFICATIVA ............................................................................................. 3

1.2 OBJETIVOS ..................................................................................................... 4

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................... 6

2.1 AVALIAÇÃO FUNCIONAL .......................................................................... 6

2.1.1 Levantamento Visual Contínuo Informatizado (LVCI) ....................... 6

2.1.2 Índice de Irregularidade Longitudinal (IRI) ....................................... 10

2.2 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL ..................................................................... 12

2.2.1 Deflectômetro por Impacto (FWD) ....................................................... 14

2.2.2 Parâmetros das Bacias Deflectométricas .............................................. 16

2.2.2.1 Raio de Curvatura (RC) .................................................................... 17

2.2.2.2 Índice de Curvatura da Superfície (SCI)........................................... 18

2.2.2.3 Índice de Dano na Base (BDI) .......................................................... 19

2.2.2.4 Índice de Curvatura da Base (BCI)................................................... 19

2.2.3 Fatores que Influenciam nos Valores de Deflexão ............................... 20

2.3 RETROANÁLISE DE BACIAS DEFLECTOMÉTRICAS .......................... 23

2.3.1 Métodos iterativos .................................................................................. 26

2.3.2 Software ................................................................................................... 28

2.3.2.1 BackMeDiNa ..................................................................................... 28

2.4 TRÁFEGO ...................................................................................................... 30

2.5 MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DE REFORÇO EM

PAVIMENTOS ASFÁLTICOS ................................................................................. 32

2.5.1 Segmentação ............................................................................................ 33

2.5.1.1 Método das Diferenças Acumuladas ................................................. 34

2.5.2 Métodos Empíricos de Dimensionamentos de Reforços ..................... 37

2.5.3 Catálogo de Soluções de Manutenção para Pavimentos Flexíveis para

rodovias do DNIT ................................................................................................. 38

2.5.4 Método Mecanístico-Empírico .............................................................. 44

2.5.4.1 MeDiNa – Método de Dimensionamento Nacional .......................... 46

ix

3 METODOLOGIA E CARACTERÍSTICAS DA RODOVIA DESTA

PESQUISA .................................................................................................................... 52

3.1 MÉTODO ....................................................................................................... 52

3.2 DEFINIÇÃO DOS SEGMENTOS HOMOGÊNEOS DE ESTUDO ............ 53

3.3 CARACTERÍSTICAS DA RODOVIA ......................................................... 57

3.3.1 Clima ........................................................................................................ 58

3.3.2 Geomorfologia ......................................................................................... 60

3.3.3 Tráfego ..................................................................................................... 61

4 CARACTERIZAÇÃO DOS TRECHOS HOMOGÊNEOS DA RODOVIA EM

ESTUDO ........................................................................................................................ 67

4.1 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO ...................................... 67

4.1.1 Janelas de Inspeção e Ensaios ............................................................... 67

4.1.2 Levantamento Deflectométrico ............................................................. 70

4.1.3 Parâmetros das Bacias Deflectométricas de Campo ........................... 71

4.2 AVALIAÇÃO FUNCIONAL DO PAVIMENTO ......................................... 75

4.2.1 Índice de Irregularidade Longitudinal (IRI) ....................................... 75

4.2.2 Área de Trincamento ............................................................................. 76

4.3 TRÁFEGO DOS TRECHOS EM ESTUDO .................................................. 78

4.4 ENQUADRAMENTO NO CATÁLOGO DE SOLUÇÕES DE

MANUTENÇÃO PARA PAVIMENTOS FLEXÍVEIS DO DNIT ........................... 79

5 DIMENSIONAMENTO PELO MEDINA .......................................................... 84

5.1 RETROANÁLISE .......................................................................................... 84

5.1.1 Trecho 1 - km 106,800 ao km 107,200/GO ........................................... 91

5.1.2 Trecho 2 - km 51,865 ao km 52,265/MG .............................................. 94

5.1.3 Trecho 3 - km 83,800 ao km 84,200/MG .............................................. 96

5.1.4 Trecho 4 - km 153,050 ao km 153,450/MG ........................................ 100

5.1.5 Trecho 5 - km 337,800 ao km 338,200/MG ........................................ 103

5.1.6 Trecho 6 - km 407,450 ao km 407,850/MG ........................................ 106

5.1.7 Trecho 7 - km 574,400 ao km 574,800/MG ........................................ 109

5.1.8 Trecho 8 - km 644,570 ao km 644,970/MG ........................................ 112

x

5.1.9 Trecho 9 - km 631,350 ao km 631,750/MG ........................................ 115

5.1.10 Trecho 10 - km 708,450 ao km 708,850/MG ...................................... 118

5.1.11 Trecho 11 - km 728,300 ao km 728,700/MG ...................................... 121

5.1.12 Trecho 12 - km 768,800 ao km 769,200/MG ...................................... 124

5.1.13 Trecho 13 - km 743,250 ao km 743,650/MG ...................................... 127

5.1.14 Considerações quanto à Retroanálise ................................................. 130

5.2 VERIFICAÇÃO DE VIDA ÚTIL E DIMENSIONAMENTO .................... 137

5.2.1 Estrutura do Pavimento ....................................................................... 141

5.2.2 Resultados ............................................................................................. 143

5.2.3 Considerações sobre as Análises de Vida Útil e Dimensionamento . 147

6 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS ................ 149

6.1 CONCLUSÕES ............................................................................................ 149

6.2 SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS .......................................... 151

ANEXO I – PLANILHAS DO LVCI REFERENTE AOS TREZE TRECHOS

DESTA PESQUISA .................................................................................................... 161

ANEXO II – TELAS DO VÍDEO REGISTRO E INDICAÇÃO DOS DEFEITOS

DOS TREZE TRECHOS DESTA DISSERTAÇÃO ............................................... 174

ANEXO III - EXEMPLO DE RELATÓRIO DE ANÁLISE DA VIDA ÚTIL DE

PROJETO DO PAVIMENTO (MÉTODO MEDINA) ........................................... 187

xi

LISTA DE FIGURA

Figura 1 – Exemplo de demarcação de áreas para inventário de defeitos pela norma DNIT

006/2003 e DNIT 007/2003 (BERNUCCI et al., 2008) ................................................... 7

Figura 2 – Exemplo de apresentação do LVCI pelo Método da Varredura com uso de

vídeo registro e indicação dos defeitos em sincronia com as imagens e plani-altimetria

........................................................................................................................................ 10

Figura 3 - Esquema de um deflectômetro de impacto, (BERNUCCI et al. 2008) ......... 14

Figura 4 - Deflectômetro de Impacto (DNIT, 2006) ...................................................... 15

Figura 5 - Representação gráfica esquemática da bacia deflectométrica e os respectivos

índices de curvatura (adaptado de FERRI, 2013) ........................................................... 17

Figura 6 – Raio de curvatura de deflexões resilientes (MACEDO, 2003) ..................... 18

Figura 7 – Modelo de planilha para entrada dos dados no software BackMeDiNa ....... 29

Figura 8 – Exemplo de uma tela do software de retroanálise BackMeDiNa ................. 30

Figura 9 – Exemplo de delimitação dos segmentos homogêneos pelo método das

diferenças acumuladas da AASHTO (BERNUCCI et al., 2008) ................................... 36

Figura 10 – Exemplo de delimitação dos segmentos homogêneos pelo método das

diferenças acumuladas utilizando em conjunto 2 parâmetros para segmentação ........... 36

Figura 11 – Fluxograma do método de dimensionamento mecanístico-empírico de

pavimentos (MOTTA, 1991) .......................................................................................... 45

Figura 12 – Tela inicial software MeDiNa, (FRANCO, 2018) ...................................... 47

Figura 13 – Eixo padrão rodoviário assumido no software MeDiNa, (FRANCO, 2018)

........................................................................................................................................ 48

Figura 14 – Exemplo de alerta mostrado pelo software MeDiNa .................................. 51

Figura 15 – Fluxograma da metodologia adotada na pesquisa ....................................... 53

Figura 16 – Mapa de localização BR-040, Via040 trecho Brasília/DF a Juiz de Fora/MG

(SOUZA et al., 2015) ..................................................................................................... 58

Figura 17 - Zonas climáticas na região em estudo (IBGE, 2002) ao longo do eixo da

Via040, com indicação dos quilômetros limítrofes (RDT VIA040, 2016) .................... 60

Figura 18 - Eixo da Via040 sobre mapa geomorfológico do Brasil na região em estudo

(RDT VIA040, 2016) ..................................................................................................... 61

Figura 19 - Identificação das espessuras (cm) e materiais das camadas do pavimento

referente as treze UAs em estudo nesta pesquisa ........................................................... 68

Figura 20 – Valores médios do RC referente a cada trecho estudado nesta pesquisa .... 72

xii

Figura 21 – Valores médios do SCI referente a cada trecho estudado nesta pesquisa ... 72

Figura 22 – Valores médios do BDI referente a cada trecho estudado nesta pesquisa .. 73

Figura 23 – Valores médios do BCI referente a cada trecho estudado nesta pesquisa ... 73

Figura 24 – Exemplo de apresentação do LVCI pelo Método da Varredura com uso de

vídeo registro e indicação dos defeitos em sincronia com as imagens e plani-altimetria do

trecho 13 desta pesquisa ................................................................................................. 76

Figura 25 – Correlação linear entre porcentagem de trincas e SCI ................................ 78

Figura 26 – Modelo de planilha para entrada dos dados no software BackMeDiNa,

exemplo referente ao trecho 1 da desta pesquisa ............................................................ 86

Figura 27 – Software de retroanálise BackMeDiNa, exemplo do trecho 4 desta pesquisa

........................................................................................................................................ 87

Figura 28 – Sistema de coordenadas assumido no método MeDiNa ............................. 88

Figura 29 – Tela do software AEMC (Análise Elástica de Múltiplas Camadas), exemplo

do trecho 6 da presente dissertação ................................................................................ 89

Figura 30 – Bacias deflectométricas obtidas em campo, na retroanálise pelo BackMeDiNa

e pelo método indireto através do software AEMC, referentes ao trecho 1 desta pesquisa

........................................................................................................................................ 91

Figura 31 – Parâmetros das bacias deflectométrica, a) RC; b) SCI; c) BDI; e d) BCI do

trecho 1 desta pesquisa ................................................................................................... 93

Figura 32 – Correlações: a) D0 versus RC; b) MR CA versus SCI; c) MR base versus BDI

e d) MR subleito versus BCI, do trecho 1 desta pesquisa. ............................................. 93



........................................................................................................................................ 94




e d) MR subleito versus BCI, do trecho 2 desta pesquisa .............................................. 96



........................................................................................................................................ 97



xiii


e d) MR subleito versus BCI, do trecho 3 desta pesquisa .............................................. 99



...................................................................................................................................... 100




e d) MR subleito versus BCI, do trecho 4 desta pesquisa ............................................ 102



...................................................................................................................................... 103







...................................................................................................................................... 106







...................................................................................................................................... 109







...................................................................................................................................... 112

xiv







...................................................................................................................................... 115







...................................................................................................................................... 118


trecho 10 desta pesquisa ............................................................................................... 120


e d) MR subleito versus BCI, do trecho 10 desta pesquisa .......................................... 120



...................................................................................................................................... 121







...................................................................................................................................... 124





xv



...................................................................................................................................... 127





Figura 69 – Deflexão característica média x porcentagem total de área trincada referente

a cada um dos trechos em estudo.................................................................................. 134

Figura 70 – Módulos de Resiliência do revestimento x porcentagem total de área trincada

referente a cada um dos trechos em estudo .................................................................. 134

Figura 71 – Exemplo da tela de entrada de dados de caracterização da estrutura referente

ao Trecho 1 desta pesquisa, com a camada de reforço adicionada, e as análises do reforço

do pavimento (MeDiNa) ............................................................................................... 143

Figura 72 – Exemplo da tela do software MeDiNa após tentativa de dimensionamento do

Trecho 1 desta pesquisa, sendo informado a necessidade de verificação da estrutura . 146

xvi

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Resumo dos defeitos – Codificação e classificação (Anexo A da Norma DNIT

005/2003-TER) ................................................................................................................. 8

Tabela 2 – Catálogo de soluções de pavimentação do CREMA 2ª ETAPA - Concreto

Betuminoso (DNIT, 2008) .............................................................................................. 42

Tabela 3 – Catálogo de soluções do DNIT (CONSÓRCIO DYNATEST ENGEMAP,

2015) ............................................................................................................................... 43

Tabela 4 – Critérios de parada e confiabilidade das análises realizadas pelo MeDiNa,

(FRANCO, 2018) ........................................................................................................... 49

Tabela 5 - Classes de deflexão (VIA040, 2016) ............................................................. 54

Tabela 6 - Classes de trincamento (VIA040, 2016) ....................................................... 54

Tabela 7 - Classes de irregularidade longitudinal (VIA040, 2016) ................................ 54

Tabela 8 - Classes de afundamento em trilhas de roda (VIA040, 2016) ........................ 55

Tabela 9 - Classes referente a espessuras da camada asfáltica (VIA040, 2016) ............ 55

Tabela 10 - Relação do número total de segmentos homogêneos e UAs obtidos por

Unidade de Federação (VIA040, 2016) .......................................................................... 55

Tabela 11 – UAs selecionadas para o estudo nesta dissertação ..................................... 56

Tabela 12 - Precipitação ao longo da extensão da Via040 (INMET, 2016) ................... 59

Tabela 13 - Temperatura do ar ao longo da extensão da Via040 (INMET, 2016) ......... 59

Tabela 14 – Postos de contagem e pesagem da BR-040, trecho Brasília/DF – Juiz de

Fora/MG (VIA040, 2017)............................................................................................... 62

Tabela 15 – Classes utilizadas na contagem de trafego e valores bidirecionais de VMDa

comercial do Posto de contagem 1 – km97,5/GO da BR-040, trecho Brasília/DF – Juiz de

Fora/MG (VIA040, 2017)............................................................................................... 62

Tabela 16 – Tipo de veículo e seu respectivo número de eixos considerados nas pesagens

(VIA040, 2017) .............................................................................................................. 64

Tabela 17 – Classes e fatores de veículo – Posto de pesagem do km 47/GO (VIA040,

2017) ............................................................................................................................... 64

Tabela 18 – Fatores USACE, Trecho 1, contagem km 97,5/GO e pesagem km 47/GO

(VIA040, 2017) .............................................................................................................. 65

Tabela 19 – Fatores AASHTO, Trecho 1, contagem km 97,5/GO e pesagem km 47/GO

(VIA040, 2017) .............................................................................................................. 65

Tabela 20 – Porcentagem de veículos por faixa (DNIT, 2006) ...................................... 65

xvii

Tabela 21 – Número “N”, parâmetros e resultados (Via040, 2017)............................... 66

Tabela 22 – Resultados dos ensaios realizados com os materiais da camada de base dos

trechos desta pesquisa (Via040, 2016) ........................................................................... 69

Tabela 23 – Resumo das medidas de deflexão com FWD dos trechos analisados nesta

pesquisa .......................................................................................................................... 70

Tabela 24 – Resumo da classificação da condição estrutural dos pavimentos em função

dos parâmetros de interpretação da bacia de deflexão ................................................... 74

Tabela 25 – Resumo das medidas de irregularidade longitudinal dos trechos analisados

nesta pesquisa ................................................................................................................. 75

Tabela 26 – Resumo das medidas de área trincada dos trechos analisados nesta pesquisa

........................................................................................................................................ 77

Tabela 27 – Relação dos trechos da presente pesquisa com seu respectivo VDM comercial

e o “N” pelo método USACE ......................................................................................... 79

Tabela 28 – Solução proposta pelo catálogo do DNIT para os segmentos homogêneos

desta pesquisa ................................................................................................................. 80

Tabela 29 - Coeficiente de Poisson usuais para materiais de pavimentação (DER-SP,

2006) ............................................................................................................................... 84

Tabela 30 – Módulos de resiliência ou elasticidade usuais para materiais de pavimentação

(DER-SP, 2006) .............................................................................................................. 85

Tabela 31 – Módulos retroanalisados referentes ao trecho 1 desta pesquisa ................. 91



Tabela 34 – Módulos retroanalisados referentes ao trecho 4 desta pesquisa ............... 100






Tabela 40 – Módulos retroanalisados referentes ao trecho 10 desta pesquisa ............. 118




Tabela 44 – MR médios apresentados por trecho ........................................................ 132

Tabela 45 – Correlação entre os parâmetros dos 13 trechos em estudo nesta pesquisa 136

xviii

Tabela 46 – Resumo das soluções propostas pelo catálogo de soluções do DNIT e

considerações usadas para as análises no MeDiNa referente aos trechos desta pesquisa

...................................................................................................................................... 139

Tabela 47 – Resumo das soluções de reconstrução indicadas pelo catálogo de soluções do

DNIT, a estrutura atual e a estrutura a ser considerada na análise de vida útil pelo método

MeDiNa referente aos trechos 9 e 13 desta pesquisa ................................................... 140

Tabela 48 – Resumo das soluções propostas pelo catálogo de soluções do DNIT e

considerações usadas para as análises no MeDiNa referente aos trechos desta pesquisa

...................................................................................................................................... 145

Tabela 49 – Resumo das análises do MeDiNa referente aos dimensionamentos de reforço

...................................................................................................................................... 146

1

1 INTRODUÇÃO

Construídos com o objetivo de proporcionar conforto e segurança aos que por ele

trafegam, os pavimentos rodoviários são geralmente dimensionados para uma vida útil de

10 a 20 anos. Porém, com o grande crescimento do tráfego e das cargas que esses veículos

transportam, somados às condições ambientais, o que se observa com frequência é uma

redução do desempenho cada vez mais precoce dos pavimentos rodoviários.

Os pavimentos são constituídos por um sistema em camadas que se apoiam sobre

o subleito. Podem ser classificados em rígidos e flexíveis pela forma como cada um

distribui os esforços sobre si aplicados no solo da fundação (subleito). Uma dada carga

atuante sobre um pavimento flexível, impõe nessa estrutura um campo de tensões muito

concentrado nas proximidades do ponto de aplicação da carga. Em um pavimento rígido,

verifica-se um campo de tensões mais espraiado, possuindo o efeito da carga distribuídos

de maneira semelhante em toda a dimensão da placa, proporcionando menores

magnitudes de esforços verticais sobre o subleito. Para uma mesma carga aplicada, um

pavimento com resposta mecânica rígida impõe pressões reduzidas sobre o subleito

(BALBO, 2007).

As rodovias, e em especial o pavimento, têm forte importância no âmbito das

atividades socioeconômicas do país, visto que o Brasil é um país com proporções

continentais, e grande parte do transporte de cargas e passageiros se dá através do

transporte rodoviário. Assim, é necessário garantir a qualidade da infraestrutura de

transportes mantendo os pavimentos permanentemente com um desempenho satisfatório

para proporcionar uma redução nos custos de transporte.

Os pavimentos rodoviários representam um valioso patrimônio cuja conservação e

restaurações oportunas são essenciais para a sua preservação e para o tráfego de veículos

necessários à economia e ao desenvolvimento do país. A Gerência de Pavimentos

constitui-se em uma importante ferramenta de administração, para determinar a forma

mais eficaz da aplicação dos recursos disponíveis, em diversos níveis de intervenção, de

sorte a responder às necessidades dos usuários dentro de um plano estratégico que garanta

a melhor relação Custo x Benefício (IPR-745, 2011).

O dimensionamento de um pavimento tem como objetivo calcular e/ou verificar

2

espessuras e compatibilizar os materiais de forma que a vida útil do mesmo corresponda

a um certo número projetado de solicitações de carga.

O reforço estrutural por meio de camada asfáltica adicional ou recapeamento é o

procedimento mais utilizado na reabilitação de pavimentos, podendo ser utilizado como

intervenção para correção de defeitos existentes, tanto funcionais quanto estruturais.

Atualmente, tem-se classificado os enfoques de dimensionamento de reforço nas

abordagens empírica e mecanístico-empírica. Em um projeto de reforço, é importante

avaliar as condições do pavimento existente e subdividi-lo em um ou mais segmentos

homogêneos para análise, baseada no tráfego, condições do pavimento e sua estrutura

(PINTO e PREUSSLER, 2010).

O Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) é uma autarquia

federal que tem por objetivo implementar a política de infraestrutura do Sistema Federal

de Viação (SFV), compreendendo sua operação, manutenção, restauração ou reposição,

adequação de capacidade e ampliação mediante construção de novas vias e terminais no

subsistema rodoviário. Em abril de 2015 foi aprovado pela diretoria do DNIT um catálogo

de soluções de manutenção para pavimentos flexíveis, a ser empregado no âmbito do

planejamento rodoviário (COSTA e MORAES, 2015). Este catálogo foi elaborado de

acordo com o método empírico de dimensionamento que se dá pela norma DNER-PRO

11/79 “Avaliação estrutural dos pavimentos flexíveis - Procedimento “B” e com o Manual

de Soluções Técnico-Gerenciais para Rodovias Federais. Também foram realizadas

análises contemplando a norma DNER-PRO 269/94 “Projeto de restauração de

pavimentos flexíveis - TECNAPAV”, para verificação da sensibilidade a outro método

de dimensionamento de reforço estrutural – em complementação ao PRO 11/79, sendo

elaborado um catálogo para reforços e/ou reconstruções de pavimentos, com uma vida

útil estipulada em 10 anos.

A proposta de enquadramento das intervenções associadas aos segmentos

homogêneos do novo catálogo de soluções gerenciais do DNIT para a manutenção dos

trechos pavimentados está fundamentada em parâmetros de tráfego (volume médio diário

comercial - VMDc), na condição estrutural (deflexão característica – Dc e deflexão

admissível - Dadm) e na condição funcional (índice de irregularidade internacional – IRI

e porcentagem da área trincada) dos pavimentos.

Em contrapartida, a análise e o dimensionamento por meio do método mecanístico-

3

empírico traz algumas vantagens frente às metodologias empíricas de dimensionamento

de reforço asfáltico. O método mecanístico-empírico, possibilita um dimensionamento a

partir de modelos de previsão da vida útil dos materiais empregados, ao analisar o

conjunto dos materiais constituintes e considerar um conjunto de variáveis, tais como as

características elásticas de cada material (FRANCO, 2000; FONSECA, 2013).

Esse tipo de análise permite ainda a avaliação qualitativa do uso de novos materiais,

carregamentos diferentes dos normalmente utilizados, configuração diferente de rodas e

outros fatores que influenciam o desempenho dos pavimentos (BEZERRA NETO, 2004).

Para a utilização da teoria da elasticidade nos procedimentos mecanísticos é

necessário conhecer o módulo de elasticidade (MR) e o coeficiente de Poisson (ν) dos

materiais que compõem a estrutura do pavimento.

Hoje, com parte das rodovias brasileiras geridas por concessões, responsáveis por

conservar e reabilitar os trechos das rodovias, propõe-se no presente trabalho a aplicação

do novo método de dimensionamento de pavimentos asfálticos (MeDiNa – Método de

Dimensionamento Nacional) a trechos selecionados da concessão Via040 (BR-040,

Brasília/DF a Juiz de Fora/MG). Estes trechos passaram a ser Unidades de Amostragem

(UAs) objeto de pesquisa, que visa compreender o comportamento dos pavimentos.

Busca-se garantir as condições de segurança e conforto aos usuários e um aumento do

tempo de vida útil dos pavimentos pelas intervenções de reforço que serão necessários

em alguns trechos.

1.1 JUSTIFICATIVA

A densidade da malha rodoviária pavimentada do Brasil é ainda muito pequena

quando comparada a de outros países de dimensão territorial semelhante. Com um

crescimento de frota de 110,4% de julho de 2006 a junho de 2016, neste mesmo período,

houve apenas 11,7% de crescimento da extensão da malha rodoviária. Constata-se que a

expansão da malha rodoviária pavimentada não acompanha o ritmo de crescimento da

frota de veículos (CNT, 2016).

Assim, eleva-se a importância da manutenção das infraestruturas existentes, as

quais se apresentam por muitas vezes com níveis de deterioração avançados,

ultrapassando o tempo de vida útil previsto sem que o reforço estrutural tenha ocorrido.

Com isso, o Brasil ocupa a 111ª posição no ranking de competitividade global do Fórum

4

Econômico Mundial, no quesito de qualidade da infraestrutura rodoviária (CNT, 2016).

Com a alta dependência, apresentada pelo país, do setor rodoviário, o reforço surge

como uma medida de reabilitação estrutural e/ou funcional que visa responder às

necessidades dos usuários da rodovia, proporcionando maior conforto, segurança e baixos

custos operacionais dos veículos.

No momento atual em que está sendo proposto um novo método de

dimensionamento de pavimentos novos e restaurados, o método de dimensionamento

nacional, MeDiNa, é importante verificar suas premissas em comparação aos métodos

tradicionais de projeto de reforço normalizados pelo DNIT. Assim, a motivação desta

pesquisa foi contribuir para a verificação das alternativas apresentadas por esta nova

ferramenta, aplicada a segmentos de trechos reais de uma rodovia que estão em fase de

avaliação sobre suas condições estruturais atuais.

1.2 OBJETIVOS

O objetivo geral desta dissertação centra-se em delinear todos os passos de um

projeto de reforço a partir da aplicação do novo método de dimensionamento de

pavimentos asfálticos, desde a análise estrutural até o cálculo de reforço, consolidando os

conceitos, análises e concepção de um projeto de reforço com a aplicação do Método de

Dimensionamento Nacional (MeDiNa), para segmentos de uma rodovia federal sob

concessão.

Para atender as premissas do estudo apresentado no objetivo geral, os seguintes

passos foram seguidos:

a) Aquisição, organização e apresentação do panorama atual dos trechos em estudo

que estão inseridos na rodovia BR-040, trecho concedido a Via040, empresa do

grupo Invepar;

b) Aplicação do catálogo de soluções de manutenção para pavimentos flexíveis do

Departamento Nacional de Infraestrutura e Transportes (DNIT), enquadrando as

soluções recomendadas para cada trecho em estudo.

c) Determinação dos módulos de elasticidade (MR) das camadas do pavimento por

meio de retroanálise das bacias deflectométricas pelo software BackMeDiNa,

módulo de retroanálise integrante do MeDiNa.

d) Verificação da vida útil de projeto das soluções indicadas pelo catálogo do DNIT

5

e dimensionamento de reforço e reconstruções dos pavimentos asfálticos usando

o novo método de dimensionamento MeDiNa (Método de Dimensionamento

Nacional).

e) Análise das estruturas dimensionadas.

Além do presente capítulo, esta dissertação é composta dos seguintes capítulos:

• Capítulo 2

Apresenta-se neste capítulo uma revisão bibliográfica do assunto a ser

desenvolvido na dissertação.

• Capítulo 3

Neste capítulo expõe-se a metodologia empregada na parte experimental do

trabalho com sua dinâmica de desenvolvimento, e a apresentação da rodovia

objeto do estudo, pelos seus dados de clima, geomorfologia e tráfego.

• Capítulo 4

Neste capítulo são apresentados os trechos homogêneos que constituem o estudo

e seus critérios de definição, condições estruturais e funcionais, tráfego e o

enquadramento de cada um no catálogo de soluções do DNIT.

• Capítulo 5

No capítulo 5 são apresentadas inicialmente as retroanálises e os MR obtidos,

sendo então apresentados as análises de vida útil e dimensionamento das

espessuras da camada de reforço pelo método MeDiNa.

• Capítulo 6

Este capítulo apresenta as conclusões e as recomendações para trabalhos futuros.

6

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 AVALIAÇÃO FUNCIONAL

A superfície do pavimento onde está aplicado o revestimento é a camada principal

para se verificar a serventia que proporciona conforto ao rolamento e segurança para seus

usuários. Os defeitos ou irregularidades na superfície do revestimento são percebidos e

prejudicam o conforto. Os defeitos surgem principalmente pelas solicitações do tráfego

comprometendo a capacidade estrutural e pelas ações climáticas, desgastando a

superfície. A qualificação dos defeitos e sua classificação podem ser feitas por diferentes

métodos (BERNUCCI et al., 2008).

Diversos são os procedimentos normalizados que avaliam a condição funcional

do pavimento, prescritos em normas. O DNIT especifica e apresenta, no Manual de

Restauração de Pavimentos Asfálticos (DNIT, 2006), os seguintes procedimentos:

• DNIT 006/2003-PRO – Avaliação Objetiva da Superfície de Pavimentos

Flexíveis e Semirrígidos;

• DNIT 007/2003-PRO – Levantamento para avaliação da condição de superfície

de subtrecho homogêneo de rodovias de pavimentos flexíveis e semirrígidos para

gerência de pavimentos e estudos e projetos;

• DNIT 008/2003-PRO – Levantamento visual contínuo para avaliação da

superfície de pavimentos flexíveis e semirrígidos; e

• DNIT 009/2003-PRO – Avaliação subjetiva da superfície de pavimentos flexíveis

e semirrígidos.

2.1.1 Levantamento Visual Contínuo Informatizado (LVCI)

Os levantamentos dos defeitos realizados pelas normas do DNIT 006/2003-PRO,

DNIT 007/2003-PRO ou DNIT 008/2003-PRO, contemplam apenas um percentual da

área do pavimento, visto que é feito por amostragem, como pode ser visto na Figura 1.

7

Figura 1 – Exemplo de demarcação de áreas para inventário de defeitos pela norma DNIT 006/2003 e

DNIT 007/2003 (BERNUCCI et al., 2008)

Porém, é possível realizar o levantamento para avaliação da condição de

superfície através da qualificação e quantificação dos defeitos existentes em toda área do

pavimento, por um método ainda não normatizado pelo DNIT, que se define como

Levantamento Visual Contínuo Informatizado (LVCI) pelo Método da Varredura, o qual

quantifica todos os defeitos da superfície do pavimento, sem necessidade de trabalhar por

amostragem.

A modernização do procedimento de LVC aumenta a precisão do inventário de

defeitos dos pavimentos, pois não são realizados por amostragem. REIS (2007) e REIS e

MOTTA (2008) apresentam as bases do sistema de LVC com vídeo registro, discutindo

os elementos que deve apresentar e os programas de análise de dados necessários.

Mostram as vantagens deste tipo de levantamento e faz comparação com as medidas

convencionais de levantamentos pelos métodos do DNIT em alguns trechos. Dez anos

depois, muito já se evoluiu em termos de instrumentação e de captação de dados e de

processamento neste campo.

Os defeitos objeto do cadastro realizado pelo LVCI são aqueles previstos na

Norma DNIT 005/2003-TER (Tabela 1). Uma proposta de norma está no Anexo 1 desta

dissertação, tendo sido este o método usado na coleta de dados desta pesquisa. Esta

proposta bem como o método de levantamento foi desenvolvido na empresa

ENGGEOTECH Consultores de Engenharia Ltda. pelo engenheiro D.Sc. Rafael

Cerqueira Silva responsável pela empresa (ENGGEOTECH, 2003/2004 e

ENGGEOTECH, 2006/2007/2008).

O LVCI pelo Método da Varredura é realizado com auxílio de um veículo

equipado com computador de bordo, um sistema Global Position System (GPS), câmera

8

digital, teclado padronizado com os tipos de defeitos preconizados, e um odômetro digital

de alta precisão (erro máximo admissível de 1 m/km). Todos os equipamentos são

conectados ao computador por um Sistema de Automação, Aquisição e Processamento

de Dados (SAPD) instalado.

Os instrumentos são monitorados pelo SAPD, que deve garantir que todos os

defeitos qualificados e quantificados em campo ou em escritório sejam apresentados em

sincronia com as medições dos equipamentos.

Tabela 1 – Resumo dos defeitos – Codificação e classificação (Anexo A da Norma DNIT 005/2003-TER)

CODIFICAÇÃO

FI - - -

Curtas TTC FC-1 FC-2 FC-3

Longas TTL FC-1 FC-2 FC-3

Curtas TLC FC-1 FC-2 FC-3

Longas TLL FC-1 FC-2 FC-3

Sem erosão acentuada

nas bordas das trincasJ - FC-2 -

Com erosão acentuada

nas bordas das trincasJE - - FC-3

Trincas Isoladas TRR FC-1 FC-2 FC-3

Sem erosão acentuada

nas bordas das trincasTB - FC-2 -

Com erosão acentuada

nas bordas das trincasTBE - FC-3

Local

da Trilha

Local

da Trilha

NOTA 1: Classe das trincas isoladas

FC-1: são trincas com abertura superior à das fissuras e menores que 1,0mm.

FC-2: são trincas com abertura superior a 1,0mm e sem erosão nas bordas.

FC-3: são trincas com abertura superior a 1,0mm e com erosão nas bordas.

NOTA 2: Classe das trincas interligadas

As trincas interligadas são classificadas como FC-3 e FC-2 caso apresentem ou não erosão nas bordas.

Remendo Profundo

ALP

ATP

ALC

ATC

O

E

EX

D

P

RS

RP

CODIFICAÇÃOOUTROS DEFEITOS

Devido à fluência plástica de uma ou mais

camadas do pavimento ou do subleito

Devido à fluência plástica de uma ou mais

camadas do pavimento ou do subleito

Devido à consolidação diferencial ocorrente

em camadas do pavimento ou do subleito

FENDAS CLASSE DAS FENDAS

Fissuras

Trincas no

revestimento

geradas por

deformação

permanente

excessiva e/ou

decorrentes do

fenômeno de

fadiga

Trincas Isoladas

Transversais

Longitudinais

Trincas

Interligadas“Jacaré”

Trincas no

revestimento

não atribuídas

ao fenômeno de

fadiga

Devido à retração térmica ou dissecação da

base (solo-cimento) ou do revestimento

Trincas

Interligadas“Bloco”

Remendos

Afundamento

Plástico

De ConsolidaçãoDevido à consolidação diferencial ocorrente

em camadas do pavimento ou do subleito

Ondulação/Corrugação - Ondulações transversais causadas por instabilidade da mistura betuminosa

constituinte do revestimento ou da base

Escorregamento (do revestimento betuminoso)

Exsudação do ligante betuminoso no revestimento

Desgaste acentuado na superfície do revestimento

“Panelas” ou buracos decorrentes da desagregação do revestimento e às vezes de camadas inferiores

Remendo Superficial

9

O SAPD também deve permitir que outras informações sejam digitadas, sendo o

registro destas, vinculado ao local em que foi acionado o comando para entrada da

informação digitada. Como todos os marcos quilométricos devem ser registrados é

aconselhável que exista uma tecla de atalho para ser acionada quando a referência do

veículo estiver alinhada com a placa do km.

Em outro sistema, ou no próprio SAPD, os dados levantados, a filmagem, a plani-

altimetria obtida pelo GPS e a legenda dos defeitos devem ser visualizados em sincronia.

O sistema de visualização deve permitir ao usuário o recurso de pausar, avançar ou

retroceder as imagens, conforme interesse. A visualização das imagens e dos demais

dados em sincronia é importante para a validação do LVC e para que a equipe de escritório

possa avaliar melhor o segmento levantado, para outras finalidades (por exemplo,

elaboração de diagnósticos, estudos, projetos e outros). Na Figura 2 vê-se um exemplo de

apresentação dos resultados por um sistema de visualização que faz parte do LVCI pelo

método da varredura.

Como o objetivo do levantamento é obter uma “radiografia” de toda a superfície

do pavimento, em que os defeitos são materializados (posição em relação ao km da

rodovia e ao sistema de coordenadas global), qualificados e quantificados com unidades

representativas (área, extensão e quantidade), os resultados devem ser apresentados em

espaçamentos pré-definidos (a cada 20m, por exemplo) em uma planilha eletrônica.

Nessa planilha as linhas referem-se ao espaçamento de levantamento. As colunas da

planilha referem-se ao início e fim de cada linha da planilha (km inicial, km final,

Longitude, Latitude e Altitude do km inicial) e, depois destas cinco colunas, são referidos

os defeitos dos pavimentos.

Condições de Campo

O levantamento não deve ser realizado em dias chuvosos, com muita neblina, ou

com pouca luz natural (início ou final do dia).

Operação do Veículo

O veículo é operado a uma velocidade média máxima de 60 km/h, percorrendo o

centro da faixa de rolamento.

Apresentação dos Resultados

Os resultados da avaliação do estado da superfície dos pavimentos são

10

apresentados de forma contínua em segmentos com espaçamentos pré-definidos em uma

planilha eletrônica. Cada linha da planilha corresponde a um segmento com a extensão

pré-definida. As colunas da planilha indicam os dados da rodovia e os parâmetros

levantados com suas respectivas quantidades. Deve-se também apresentar o vídeo

registro em sincronia com os dados levantados por um sistema de visualização, que

servirá para validação do levantamento.

Figura 2 – Exemplo de apresentação do LVCI pelo Método da Varredura com uso de vídeo registro e

indicação dos defeitos em sincronia com as imagens e plani-altimetria

2.1.2 Índice de Irregularidade Longitudinal (IRI)

Os defeitos ou irregularidades na superfície do revestimento são notados pelos

usuários da rodovia, uma vez que afetam seu conforto ao rolamento e a segurança.

Modelos empíricos de desempenho mostram claramente a correlação entre as

irregularidades e os custos operacionais (GEIPOT, 1981). Conforme explica BERNUCCI

et al. (2008), a irregularidade longitudinal é o somatório dos desvios da superfície de um

pavimento em relação a um plano de referência ideal de projeto geométrico. Essa

irregularidade afeta a dinâmica do veículo, o efeito das cargas, a qualidade ao rolamento

e a drenagem superficial. Como a irregularidade longitudinal afeta o efeito dinâmico das

cargas, o aumento do número de solicitações reduz a qualidade ao rolamento no

pavimento. Assim, a partir de uma determinada condição, o aumento de um parâmetro

aumenta o efeito do outro e vice-versa.

11

O índice para a medida da irregularidade que mais se usa atualmente denomina-

se IRI (índice de irregularidade internacional). Este é um índice estatístico que quantifica

os desvios da superfície real do pavimento em relação à superfície de projeto, sendo

expresso em m/km. Segundo BERNUCCI et al. (2008), o IRI tem sido empregado como

ferramenta de controle de obras e aceitação de serviços de pavimentação em alguns países

e também no Brasil.

Conforme BENEVIDES (2006), alguns possíveis causadores de irregularidades

no pavimento são: os fatores climáticos, a influência do meio ambiente, a solicitação pela

ação do tráfego e defeitos causados por problemas construtivos. Podem ser várias as

causas, isoladas ou em conjunto, tais como: projetos com dimensionamento inadequado,

defeitos construtivos ou de materiais, deficiência de manutenção e/ou gerenciamento da

via, falta de controle de excesso de carga, e as intempéries. Fazer o levantamento quanto

a esses defeitos é de muita importância, já que a irregularidade incide de forma substancial

nos custos operacionais (manutenção e consumo de combustíveis), emissão de gases

poluentes e na segurança e conforto do usuário.

De acordo com BENEVIDES (2006), as pesquisas para desenvolvimento de

equipamentos para leitura de irregularidades do pavimento têm seus primeiros registros

no início do século XX.

A irregularidade pode ser levantada através de medidas topográficas ou por meio

de equipamentos medidores do perfil longitudinal, ou ainda avaliada indiretamente com

o auxílio de sistemas medidores de irregularidade tipo resposta. Estes equipamentos

fornecem um somatório de desvios do eixo de um veículo em relação à suspensão.

BERNUCCI et al. (2008) explicam que o termo “tipo resposta” é decorrente do fato

desses equipamentos medirem mais o efeito da irregularidade nos veículos do que

propriamente a irregularidade. Segundo SAYERS e KARAMIHAS (1998), os

equipamentos podem ser classificados da seguinte forma:

• Avaliação direta: por meio de equipamentos de classe I (nível e mira; Dipstick,

perfilômetro do TRL, etc.) e classe II (perfilógrafos, equipamentos com sensores

a laser, APL francês, etc.);

• Avaliação indireta: equipamentos de classe III do tipo resposta (TRL Bump

integrator, Maysmeter, Merlin, etc.).

12

Segundo FONSECA (2013), o IRI é um dos parâmetros de avaliação funcional do

pavimento que tem sido utilizado para controle de aceitação de obras, e principalmente

como um dos parâmetros de avaliação dos padrões de desempenho, nos contratos de obra

que abrangem essa metodologia.

Conforme DNIT (2011) o IRI é considerado bom para valores abaixo de 3m/km,

regular entre 3 e 4m/km, ruim entre 4 e 5,5m/km, e péssimo acima de 5,5m/km.

2.2 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL

De acordo com MARTINS et al. (2018) convencionou-se o controle em campo

da deformabilidade elástica frente à ação do carregamento do tráfego, representada pelo

deslocamento vertical na superfície dos pavimentos como deflexão, constituído de uma

medida da ordem de centésimo de milímetros, a deflexão é uma avaliação estrutural

dependente da rigidez das camadas do pavimento.

A avaliação estrutural possibilita uma caracterização completa e uma descrição

objetiva dos elementos e variáveis estruturais dos pavimentos, completada pela

determinação dos materiais e espessuras constituinte de cada camada do pavimento e do

solo de subleito, além de proporcionar o conhecimento de seu comportamento e sua

condição de integridade, defronte às ações ambientais e do tráfego (BALBO, 2007).

Avaliar estruturalmente o pavimento possibilita diagnosticar a ocorrência de

defeitos e suas causas, e definir soluções adequadas para reduzir a ação dos agentes

causadores, com o objetivo de garantir a vida de projeto, além de propiciar a seleção e

dimensionamento da alternativa de restauração mais apropriada (DNIT, 2006;

FONSECA, 2013).

BERNUCCI et al. (2008) afirmam que os defeitos estruturais derivam da

repetição das cargas e que resultam das deformações elásticas ou recuperáveis e plásticas

ou permanentes.

As deformações elásticas são aquelas que deixam de existir no momento após a

retirada da carga. Estas deformações são resultantes da flexão alternada e repetida do

revestimento asfáltico devido às tensões e às deformações geradas pelo carregamento

dinâmico e podem levar o revestimento asfáltico à ruptura por fadiga (DNIT, 2006).

As deformações plásticas ou permanentes apresentam um carácter acumulativo

13

durante a vida do pavimento e são responsáveis pela formação de flechas nas trilhas de

roda, interferindo nas condições de conforto e segurança do tráfego (BERNUCCI et al.,

2008).

A deformação vertical reversível ou deflexão representa a resposta das camadas

do pavimento e do subleito frente à aplicação do carregamento, e serve como parâmetro

para diferenciar os pavimentos em bom estado estrutural dos debilitados (DNIT, 2006).

De acordo com BRANCO et al. (2005) os resultados da avaliação da capacidade

estrutural de um pavimento são utilizados com o objetivo de servir como base no

dimensionamento das camadas de reforço. Após a realização desse reforço, aumenta a

rigidez do pavimento o que pode ser avaliado pela redução da deflexão medida,

considerada, em seu conjunto, como o melhor indicador de qualidade estrutural do

pavimento e da capacidade de suporte do subleito.

A avaliação estrutural de um pavimento pode ser realizada por métodos

destrutivo, semidestrutivo ou não destrutivo. Estas designações referem-se ao modo como

são obtidas as avaliações da capacidade de carga do pavimento. O método não destrutivo,

é o mais adequado para grandes extensões de pista, visto que preserva a área onde foi

realizada a avaliação e permite inúmeras repetições de ensaio no mesmo local

(BERNUCCI et al., 2008; FONSECA, 2013).

A determinação da capacidade estrutural por meio de provas de cargas é

fundamental na avaliação estrutural do pavimento e na obtenção de parâmetros para o

dimensionamento de reforço do pavimento.

Segundo BERNUCCI et al. (2008) os equipamentos utilizados em avaliações não

destrutivas, podem ser divididas de acordo com o tipo de carregamento aplicado, que são:

• Carregamento quase-estático: ensaio de placa e viga Benkelman, por exemplo;

• Carregamento vibratório: dynaflect, por exemplo;

• Carregamento por impacto: deflectômetro de peso batente - falling weight

Deflectometer (FWD).

Os dois tipos de equipamentos amplamente utilizados no Brasil e no exterior com

a finalidade de medir a deflexão são a viga Benkelman (VB) e o deflectômetro de impacto

(FWD) (BALBO, 2007).

14

2.2.1 Deflectômetro por Impacto (FWD)

O deflectômetro de impacto (Figura 3) é um equipamento totalmente

automatizado, rebocado por um veículo que carrega parte do sistema de aquisição de

dados em um computador, conectado aos sensores instalados no deflectômetro. O ensaio

consiste na aplicação de uma carga de impacto, dinâmica, e nas leituras dos

deslocamentos registrada por um conjunto de sensores acoplados e posicionados

longitudinalmente a partir do centro da placa de dimensões conhecidas, possibilitando o

conhecimento da deformada (BERNUCCI et al. 2008).

Figura 3 - Esquema de um deflectômetro de impacto, (BERNUCCI et al. 2008)

Segundo MORAES (2015), o impacto causado pela carga no pavimento (Figura

4) simula a passagem de uma carga de roda a uma velocidade entre 60 e 80 km/h com

uma duração de 25 a 33 milissegundos.

De acordo com MACEDO e RODRIGUES (2003), os deslocamentos

recuperáveis gerados na superfície do pavimento são medidos por sensores instalados ao

longo de uma barra metálica e um na própria placa circular, gerando a medida da bacia

de deflexões.

O primeiro deflectômetro FWD introduzido no país foi um modelo Dynatest, em

1988. Foi determinante para o avanço das análises mecanísticas dos pavimentos em uso,

por permitirem medidas automáticas, rápidas e precisas das bacias deflectométricas.

Desde então dois modelos principais têm sido utilizados no país: Dynatest e Kuab

(MORAES, 2015).

Segundo FONSECA (2013), até 2003, haviam nove equipamentos FWD

disponíveis no Brasil. Entretanto, após 2005, com a contratação de várias empresas para

15

realização de projetos do CREMA 1ª e 2ª ETAPAS, em especial após 2009, quando foram

contratados mais de 40.000 quilômetros de projetos de rodovias do tipo CREMA 2ª

ETAPA, várias empresas adquiriram equipamentos FWD, porque houve remuneração

diferenciada nestes contratos, baseada no prazo menor para realização dos levantamentos

de campo. É possível que existam operando no país cerca de 30 equipamentos deste tipo

atualmente.

Figura 4 - Deflectômetro de Impacto (DNIT, 2006)

Em 2010 a Norma DNIT 132/2010 - PRO foi preparada pelo Instituto de Pesquisas

Rodoviárias e estabelece a sistemática a ser empregada na calibração e controle de

deflectômetro do tipo “Falling Weight Deflectometer” (FWD). Foi elaborada tomando

como base a norma AASHTO-R32-03 (2008/1): Standard recommended practice for

calibrating the load cell and deflection sensor for a “Falling Weight Deflectometer”.

De acordo com MACEDO (2003), o FWD apresenta aspectos positivos que são:

• As deflexões por ele produzidas são as que mais se aproximam das produzidas

por um caminhão em movimento, medidas a partir de acelerômetros instalados no

pavimento;

• Acurácia;

• Permite avaliar a não linearidade dos materiais constituintes do pavimento, através

da variação da carga aplicada;

• Apresentam acurácia e repetibilidade em qualquer tipo de estrutura de pavimento;

16

• Registro automático da temperatura (ambiente e superfície do revestimento) e da

distância do ponto medido.

Em relação as limitações podem ser citadas:

A presença de uma camada rígida pode alterar a bacia de deflexões, embora

também possa influenciar os resultados de quaisquer outros ensaios não

destrutivos de medida de deflexões;

• A aceleração produzida pela carga do FWD é maior que a de uma carga de roda

em movimento, podendo a inércia da massa do pavimento desempenhar um papel

importante para o FWD, sendo desprezível para uma roda em movimento embora

aparentemente este fato não pareça influenciar a boa concordância das deflexões

medidas;

• Necessidade de calibração frequente;

• Custo de aquisição.

2.2.2 Parâmetros das Bacias Deflectométricas

Segundo HVEEM (1955), a partir do ano de 1938, estudos realizados na

Califórnia determinaram uma série de medidas de deslocamentos verticais em pavimentos

sujeitos à ação de uma carga de rodas. Ao cessar a solicitação, a parcela das deformações

que se recuperou de forma elástica foi chamada de resiliente, enquanto a outra, não

recuperável, foi denominada plástica. A parcela elástica é também denominada deflexão

quando medida com carga padrão. Esta é a de avaliação não destrutiva mais difundida,

podendo ser feita com vários equipamentos.

Através do ensaio de avaliação estrutural não destrutivo, é possível determinar os

seguintes parâmetros (BERNUCCI et al., 2008):

• Deflexão máxima (D0): Trata-se do deslocamento vertical sob o centro das rodas

duplas de um eixo simples no caso da viga Benkelman ou sob o centro da carga

no FWD, expressas em 0,01mm;

• Deformada, bacia de deformação: Trata-se das medidas dos deslocamentos

elásticos em determinados pontos a partir do centro do carregamento (D0, D25,

D50, etc.). Permite a representação da resposta do comportamento estrutural do

pavimento, através da aplicação de um carregamento no pavimento, traduzido

numa flexão, que diminui com a profundidade e com a distância do ponto de

17

aplicação de carga e depende também do módulo de elasticidade das camadas.

Os ensaios deflectométricos apresentaram evoluções em suas análises com o

avanço dos estudos da estrutura do pavimento no decorrer do tempo. A partir da

observação de pavimentos com a mesma deflexão máxima e comportamentos distintos

adicionaram-se análises de indicadores de capacidade estrutural, como o Raio de

Curvatura (RC) que pode ser obtido do arco de parábola que passa por dois pontos da

deformada, normalmente sob a carga e a 25cm do centro da mesma (D0 e D25).

(WITCZAK, 1989).

Há, na literatura, diferentes parâmetros da bacia que complementam o já

consagrado RC adotado pelo DNER-PRO/11-79. Foram desenvolvidos de forma a obter

uma melhor indicação das propriedades das camadas dos pavimentos: os indicadores

Structural Curvature Index (SCI - Índice de Curvatura da Superfície), Base Damage

Index (BDI - Índice de Danos na Base), e o Base Curvature Index (BCI - Índice de

Curvatura da Base) (SAPEM, 2014).

Estes parâmetros SCI, BDI e BCI podem ser observados na Figura 5, de acordo

com FERRI (2013).

Figura 5 - Representação gráfica esquemática da bacia deflectométrica e os respectivos índices de

curvatura (adaptado de FERRI, 2013)

2.2.2.1 Raio de Curvatura (RC)

O RC (Figura 6) é definido como o ponto de arqueamento da bacia de deflexão,

que em geral, em pavimentos flexíveis, é um ponto crítico. No Brasil, este é o único

parâmetro, além da deflexão máxima, adotado para verificação da integridade estrutural

dos pavimentos flexíveis, presente explicitamente na norma DNER-PRO/11-79.

18

O RC está intimamente ligado à rigidez do pavimento, vindo a complementar a

deflexão máxima (D0) na análise da capacidade estrutural do pavimento. O D0 e o RC são

grandezas inversamente proporcionais, isto é, quanto mais rígido o pavimento, mais baixo

será o valor de D0 encontrado, e maior será o RC obtido. Ao entrar na fase de fadiga, o

pavimento perde rapidamente sua rigidez, tendo como consequência aumento do D0 e

diminuição do RC (MACEDO, 2003).

Figura 6 – Raio de curvatura de deflexões resilientes (MACEDO, 2003)

O RC é determinado pela Equação 1, que é definida na norma DNER 024/94, que

define a execução do ensaio de Viga Benkelman. Considera que o ponto de arqueamento

ocorre a uma distância de 25cm do ponto de aplicação da carga.

𝑅𝐶 =

6250

2𝑥(𝐷0 − 𝐷25)

(1)

Onde:

RC: raio de curvatura (m);

D0: deflexão máxima (0,01mm); e

D25: deflexão a 25cm do ponto de aplicação da carga (0,01mm).

A norma DNER-PRO 011/79 estabelece que, para pavimentos flexíveis, raios

menores que 100m, indicam pavimentos com baixa capacidade estrutural.

2.2.2.2 Índice de Curvatura da Superfície (SCI)

De acordo com KIM e RANJITHAN (2002), o Índice de Curvatura da Superfície

19

(SCI do inglês Surface Curvature Index) é o indicador mais sensível para evidenciar a

situação da rigidez da camada de revestimento asfáltico, sendo definido como a diferença

entre D0 e D30 (Equação 2), considerando a bacia deflectométrica obtida por FWD, com

aplicação de uma carga de roda de aproximadamente 4.100 kgf. Os valores de SCI

superiores a 25𝑥10−2𝑚𝑚, indicam que a camada de revestimento é pouco resistente ou

é de pequena espessura, sendo muito deformável.

𝑆𝐶𝐼 = 𝐷0 − 𝐷30 (2)

Onde:

SCI: é o valor do parâmetro (0,01 mm);

D0: deflexão máxima (0,01mm);

D30: deflexão a 30cm do ponto de aplicação da carga (0,01mm);

2.2.2.3 Índice de Dano na Base (BDI)

Conforme KIM e RANJITHAN (2002), o Índice de Dano na Base (BDI do inglês

Base Damage Index) indica a condição da base, sendo definido como a diferença entre

D30 e D60 (Equação 3), considerando a bacia deflectométrica obtida por FWD, com

aplicação de uma carga de roda de aproximadamente 4.100 kgf. Valores de BDI

superiores a 40𝑥10−2𝑚𝑚 indicam pavimentos pouco resistentes ou pavimentos com

problemas estruturais.

𝐵𝐷𝐼 = 𝐷30 − 𝐷60 (3)

Onde:

BDI: é o valor do parâmetro (0,01 mm);



2.2.2.4 Índice de Curvatura da Base (BCI)

Segundo KIM e RANJITHAN (2002), o Índice de Curvatura da Base (BCI do

inglês Base Curvature Index) pode ser usado como o indicador para verificar a condição

do subleito, sendo definido como a diferença entre D60 e D90 (Equação 4), considerando

a bacia deflectométrica obtida por FWD, com aplicação de uma carga de roda de

aproximadamente 4.100 kgf. Os valores médios dos resultados de BCI superiores a

10×10-2mm indicam problemas estruturais no subleito.

20

𝐵𝐶𝐼 = 𝐷60 − 𝐷90 (4)

Onde:

BCI: é o valor do parâmetro (0,01 mm);



2.2.3 Fatores que Influenciam nos Valores de Deflexão

Os fatores que influenciam nas respostas deflectométricas do pavimento são: os

efeitos sazonais de umidade, a temperatura no momento da medição, o carregamento e o

posicionamento dos sensores. Comentam-se a seguir cada um deles.

Efeitos Sazonais de Umidade

Durante a estação chuvosa o teor de umidade do subleito pode aumentar,

diminuindo assim sua capacidade de suporte. Como esses períodos variam ao longo do

ano, o valor da deflexão medida no pavimento não será constante, sendo dependente da

época em que forem realizados os levantamentos.

De acordo com NÓBREGA (2003), uma dúvida que os engenheiros e projetistas

tinham desde a década de 1960 na área de pavimentação era a seguinte: Qual a época do

ano mais favorável às medições de deflexões no pavimento, considerando que seus

valores são função das condições meteorológicas? Já naquela época, o meio técnico, de

maneira geral, estava de acordo que a época mais adequada para realização de tais

medições era após a estação chuvosa, em que o subleito apresentava o pior desempenho

em relação à sua capacidade de suporte. Entretanto, se esta linha de raciocínio fosse

empregada como regra, o uso da viga Benkelman ficaria restrito a um pequeno período

de tempo durante o ano, não sendo utilizado nas demais épocas.

Pesquisas posteriores realizadas no Brasil, tais como a pesquisa ICR e PAEP,

mostraram que esta sazonalidade é baixa, além da ausência do ciclo de gelo-degelo,

comum em países de clima frio a temperado (MEDINA, 1997). Nestas pesquisas chegou-

se a variações sazonais da ordem de 20 a 40% entre a estação seca e a estação chuvosa.

No caso dos EUA esta variação pode chegar a 400%, ou seja, cinco vezes entre a medida

do inverno e da primavera (NÓBREGA, 2003).

De acordo com o DNER-PRO 10 (1979), a época do ano mais indicada para

21

realização de levantamentos deflectométricos é imediatamente após a estação chuvosa,

onde o subleito se encontra na condição mais desfavorável. Mas ainda assim, as eventuais

diferenças não são tão grandes.

Temperatura

A temperatura é um dos fatores mais importantes nas medidas de deflexão, uma

vez que afeta diretamente o comportamento do concreto asfáltico devido à variação da

viscosidade do ligante betuminoso. De acordo com MOTTA (1991), com a variação da

temperatura, há variação dos módulos de elasticidade do revestimento, o que se reflete no

estado de tensões de toda a estrutura termossensível.

De acordo com MOTTA e MEDINA (1986), as misturas asfálticas têm um

comportamento visco-elastoplástico, com sua rigidez sendo fortemente influenciada pela

temperatura: quando esta diminui, o ligante betuminoso torna-se mais viscoso e o

revestimento, mais rígido, aumentando, em consequência, a capacidade de distribuição

de carga na estrutura do pavimento, diminuindo a magnitude das deflexões. Nos

pavimentos flexíveis, a temperatura afeta, principalmente, a deflexão sob o ponto de

aplicação da carga (D0) devido ao comportamento reológico da camada asfáltica. Nestes

pavimentos, o efeito da temperatura nas deflexões é tanto maior quanto mais espessa for

a camada asfáltica. Por isso, é fundamental a medida das temperaturas do ar e do

pavimento no exato momento da realização dos ensaios.

Correções dos valores de deflexão em função de uma temperatura de referência

são previstos no Guia de Gerência de Pavimentos do DNER (1983), no guia da AASHTO

(1993) e pelo DER/SP (2006). BUENO (2016) conclui que correções em valores de

deflexão medidos em temperaturas de superfície próximas a temperatura de referência

(25ºC) usada para correções são dispensáveis, pois não acarretaram em modificações

significativas nos módulos de elasticidade das camadas do conjunto.

BUENO (2016) propõe procedimento integrado para obtenção dos módulos,

partindo da retroanálise sem nenhum ajuste nas medidas de campo. Determinados os

módulos das camadas granulares e subleito, verifica-se a necessidade de correção da

rigidez do revestimento mediante interpretação da temperatura da superfície do

pavimento no momento do ensaio. Em caso positivo, corrige-se as medidas de deflexão

de campo e repete-se o processo iterativo, objetivando modificar apenas o módulo de

22

elasticidade do revestimento. Finalizada a nova retroanálise, é identificado o módulo da

camada termossuscetível (revestimento) à 25ºC.

MOTTA (1979) e MORAES (2015) chamam atenção para o gradiente de

temperatura de acordo com a espessura do concreto asfáltico e o horário das

determinações das deflexões. Dependendo da hora do dia, o gradiente de temperatura

pode ser positivo ou negativo, resultando em incertezas quando as correções são

realizadas a partir da temperatura medida na superfície, não sendo um procedimento

trivial de ser aplicado. Segundo MOTTA e MEDINA (1988) a correção em função da

temperatura deve ser variável em relação ao tipo de estrutura do pavimento e ao clima da

região, não sendo considerada de grande relevância para casos como o Brasil com clima

tropical característico e com estruturas com revestimento em geral de pequena espessura.

Carregamento

Conforme ROCHA FILHO (1996), nas avaliações estruturais de pavimento a

magnitude das deflexões é extremamente afetada pelo modo de carregamento utilizado.

A influência do modo de carregamento sobre as deflexões pode ser melhor evidenciada

quando é analisado o perfil de deflexões obtidas pelo emprego de equipamentos que

utilizam modos diferentes de aplicação de carregamento, tais como medidas com a viga

Benkelman (eixo com duas rodas e carga quase estática) ou com FWD (carga de impacto

sobre uma placa).

Posicionamento dos sensores

De acordo com NÓBREGA (2003), como as deflexões são medidas em 0,01mm,

pequenos erros nas leituras deste parâmetro podem gerar grandes efeitos nos resultados

de uma avaliação estrutural. Tem também importância saber a que distância do centro da

área carregada estão posicionados os sensores que vão medir as deflexões ao longo da

bacia de deformação.

ROCHA FILHO e RODRIGUES (1998) observaram que o posicionamento dos

sensores tem grande influência na obtenção dos módulos de elasticidade calculados por

retroanálise. Os sensores registram os deslocamentos verticais referentes à contribuição

das camadas que estão sob o estado de tensões provocado pelo carregamento aplicado, ao

longo da vertical que passa pelo sensor. Assim, a escolha mais adequada para as distâncias

entre sensores deve ser função da rigidez e das espessuras das camadas do pavimento que

23

será avaliado.

Segundo PINTO e DOMINGUES (2001), geralmente são empregados os

seguintes posicionamentos dos sensores nos FWD:

- Pavimentos flexíveis: 0, 20, 30, 45, 60, 90 e 120cm;

- Pavimentos rígidos: 0, 20, 30, 80, 100, 160 e 200cm.

Os valores das deflexões máximas comumente são utilizados para estudos de

definição de segmentos homogêneos de uma rodovia. Entretanto, não retratam a forma

como o pavimento responde à ação do carregamento. Destaca-se ainda, que nem sempre

um pavimento com deflexão máxima alta apresenta trincamento excessivo na camada de

revestimento. Ao contrário, por vezes pode-se verificar um percentual de trincamento

significativo em um pavimento com baixos valores de deflexão máxima. Tal fato se deve

à compatibilização de rigidez dos materiais do pavimento. Como as camadas trabalham

em conjunto, é importante que haja compatibilidade de rigidez dos materiais, evitando-se

gradientes elevados de módulos de elasticidade (MR) entre camadas.

2.3 RETROANÁLISE DE BACIAS DEFLECTOMÉTRICAS

Retroanálise é o recurso em que são testados analiticamente valores de módulos

de elasticidade das camadas do pavimento de maneira que, também analiticamente, as

respostas das deflexões simuladas se aproximem o máximo possível das medidas de

deflexões obtidas em campo, para um carregamento conhecido (BALBO, 2007).

Sobre a retroanálise, MEDINA e MOTTA (2015) dizem:

A mecânica de pavimentos está baseada em cálculo de tensões e deformações

de sistemas de camadas, em geral utilizando a teoria da elasticidade sendo

necessário se conhecer os módulos de elasticidade e o coeficiente de Poisson

de cada um dos materiais que compõem o pavimento e o subleito. Ora, ao se

fazer uma medida de deflexão num certo ponto do pavimento, sabe-se que esta

deflexão resulta da contribuição de todas as camadas, e, portanto, está

vinculada aos módulos de elasticidade das mesmas. Assim a retroanálise,

nada mais é do que se resolver o problema inverso em relação ao

dimensionamento de um pavimento novo, ou seja, têm-se as deformações

resultantes de um carregamento conhecido e deseja-se conhecer os módulos

que conduziram àquelas deformações elásticas.

A retroanálise caracteriza-se pela determinação analítica dos módulos elásticos

(de rigidez/resiliência) de todas as camadas do pavimento e do subleito a partir das bacias

deflectométricas (FRITZEN, 2005).

24

De acordo com NÓBREGA (2003) a retroanálise é realizada com os seguintes

objetivos:

• Estimar os módulos de resiliência dos materiais na condição em que se encontram

no campo;

• Minimizar o número de sondagens para determinação das espessuras e coletas de

amostras para determinação dos parâmetros desejados, que são de difícil

reprodução em laboratório, além de serem onerosas, perigosas e demoradas.

A metodologia para avaliação estrutural de um pavimento, por retroanálise,

permite calcular as tensões, deformações elásticas (deslocamento) em uma estrutura de

pavimento, a partir do conhecimento da geometria do pavimento, da configuração do

carregamento e dos parâmetros mecânicos dos materiais, tais como o coeficiente de

Poisson e o módulo de deformabilidade (BERNUCCI et al.,2008).

A retroanálise permite verificar, por meio da obtenção dos valores dos módulos

de deformabilidade dos materiais, a integridade de cada camada e estimar a vida útil

remanescente do pavimento.

Na prática, a retroanálise consiste na identificação de uma bacia de deformação o

mais similar possível àquela medida em campo, desde que conhecidas as camadas

(materiais) e suas espessuras, bem como a carga e as pressões aplicadas no teste em

campo. Segundo MEDINA e MOTTA (2015), a bacia de deflexão traz outras

informações: no ponto de maior deflexão sob a área carregada a influência conjunta de

todas as camadas se faz sentir, e nos pontos mais afastados, tem-se refletida a influência

maior do subleito. A curvatura da bacia de deflexão indica a maior ou menor rigidez da

estrutura, para uma mesma deflexão máxima.

É importante ressaltar que as propriedades resilientes em uma mesma camada

sofrem variações, sendo essa uma limitação nas retroanálises que precisa ser superada.

Segundo BALBO (2007), as variações em propriedades resilientes em uma mesma

camada estão relacionadas às seguintes condições:

• As tensões e deformações ocorrentes nas camadas dos pavimentos são

dependentes do módulo de resiliência desses materiais.

• Nos revestimentos asfálticos, o módulo de resiliência varia com a temperatura de

operação, e esta, varia com a profundidade, na camada.

25

• Nas bases granulares, o módulo de resiliência é normalmente dependente da

tensão de confinamento. Sabe-se que essa tensão de confinamento diminui tanto

em termos residuais (de compactação), em posições mais profundas das camadas,

quanto em termos de operação, também quanto mais profunda a posição do

material.

• O módulo de resiliência dos materiais altera-se em função de condições climáticas

distintas, ao longo de um ciclo anual (umidade, temperatura, etc.). Além disso, o

módulo de resiliência vai, pouco a pouco, alterando-se na superfície do

revestimento, em função de sua oxidação.

De acordo com MACÊDO (1996), a maioria dos procedimentos de retroanálise

adota o seguinte roteiro:

1. Estimativa dos módulos iniciais (seed values) via alguma técnica de aproximação

ou banco de dados;

2. Cálculo da bacia de deflexões utilizando os módulos estimados no passo anterior;

3. Comparação das deflexões medidas e calculadas;

4. Ajuste dos módulos através de técnica que reduza as diferenças entre as deflexões

medidas e calculadas;

5. Repetição dos passos 2 e 4 até que o erro verificado entre as bacias medidas e

calculadas obedeça ao critério de tolerância preestabelecido.

De forma geral, a retroanálise apresenta as seguintes vantagens (ALBERNAZ,

1997):

• Permite a análise comparativa do comportamento estrutural de segmentos de uma

mesma ou de diferentes rodovias;

• Possibilita a elaboração de projetos mais confiáveis evitando restaurações

prematuras e de altos custos de manutenção e ou restauração;

• Fornecem dados para projetos de drenagem, indicando a presença de possíveis

camadas rígidas no subleito;

• Proporciona a elaboração de projetos mais racionais, de custo mais baixo e

pavimentos mais duráveis.

26

2.3.1 Métodos iterativos

Os métodos iterativos buscam obter os módulos de resiliência de todas as camadas

do pavimento real, utilizando processos de convergência, demandando muitos processos

de formulação matemática complexa, sendo necessário o uso de programas

computacionais para resolução satisfatória das iterações.

Um tipo de método iterativo consiste em comparar bacias que constam em um

banco de dados, para as quais foram realizadas medidas da bacia e foram conhecidos os

módulos de resiliência por ensaios laboratoriais, com a bacia deflectométrica levantada

em campo, na estrutura que se deseja inferir os módulos de resiliência. A comparação é

por tentativas, até a obtenção de um determinado critério de convergência, que apresente

um erro percentual mínimo na comparação entre a bacia teórica e de campo

(PREUSSLER et. al., 2000).

Este percentual de erro calculado pela comparação das bacias teórica e de campo

pode ser estabelecido através da apuração do erro relativo em cada sensor do equipamento

de leitura de deflexões, pela soma dos valores absolutos das diferenças entre as deflexões

medidas e calculadas em cada sensor, pela soma das diferenças ao quadrado, ou pela raiz

média quadrática (MEDINA et. al., 1994).

Alguns métodos iterativos podem calcular, durante o processamento, os

parâmetros elásticos de estruturas teóricas, cujas bacias deflectométricas são comparadas

às bacias medidas em campo; podem fazer uso de banco de dados das características

elásticas e geométricas de estruturas teóricas; e podem utilizar equação de regressão

estatística (ALBERNAZ et al., 1995).

Em métodos que calculam os parâmetros elásticos durante o processamento, os

parâmetros da estrutura teórica são calculados por sub-rotinas que usam programas de

análise de tensões e deformações como CHEVRON, FEPAVE, ELSYM5, JULEA,

KENLAYER, entre outros, e por iterações sucessivas são determinados os módulos

correspondentes àqueles que conduzem a bacia de deformação mais próxima da bacia

levantada em campo (NÓBREGA, 2003).

Os métodos que fazem uso de banco de dados partem do mesmo princípio do

método anterior, entretanto os parâmetros são previamente calculados, e incorporados ao

banco de dados do programa, desta forma tornando seu processamento muito mais rápido,

27

a exemplo do REPAV, desenvolvido por FONSECA (2002).

Os métodos que utilizam equações de regressão estatística, segundo NÓBREGA

(2003), são métodos que determinam deflexões teóricas em função das características do

carregamento, das espessuras e das propriedades elásticas do pavimento, agrupadas em

fórmulas obtidas por regressões estatísticas, utilizando parâmetros obtidos através de

programas de análise mecanística.

Como desvantagem dos métodos iterativos de retroanálise cita-se a possibilidade

de se obter diversas soluções para uma mesma bacia analisada, visto que uma bacia pode

corresponder a diversas estruturas com configurações distintas. Para minorar este

problema é muito importante que o programa permita a entrada de um módulo inicial, ou

faixa de aceitação de módulo de resiliência para cada camada, pois os valores informados

limitam ou direcionam a tendência dos valores modulares obtidos na retroanálise para

mais próximos da estrutura real.

As ferramentas computacionais são importantes no processo da retroanálise, visto

que proporcionam a análise de estruturas de pavimentos compostas por diversas camadas.

Em geral, tais programas comparam as deflexões medidas e calculadas, apresentando

como resultado final os módulos e espessuras de cada camada, além de apresentar a

avaliação de erro através do somatório de erros percentuais (FONSECA, 2002).

O programa REPAV (FONSECA, 2002) foi baseado nos estudos de PEREIRA

(1969) no LNEC cujo título é "Determinação das características estruturais de pavimento,

a partir da linha de influência obtida em ensaios de carga com pneus". Permite analisar

bacias deflectométricas obtidas por viga Benkelman ou FWD, comparando-as com bacias

teóricas calculadas por meio do programa ELSYM5. Este programa necessita que a

estrutura de entrada seja de três camadas equivalentes ao pavimento real, considerando o

sistema como elástico linear e adotando por simplificação o coeficiente de Poisson de 0,5.

Cada fabricante de FWD fornece um programa de retroanálise, por exemplo o da

Dynatest chama-se Elmod, o do Kuab, chama-se Kuab. Existe também o programa

RETROANA, desenvolvido pelos engenheiros da empresa Dynatest Engenharia Ltda.,

com base no programa ELASTMCF (RODRIGUES, 1991) que considera o método das

camadas finitas.

Existem ainda programas públicos na Internet tais como o BAKFAA

28

(www.faa.gov) ou o Evercalc entre outros. Comparações entre vários programas podem

ser vistos em MACÊDO (1996), NÓBREGA (2003), CAVALCANTE (2005), entre

outros autores.

2.3.2 Software

Atualmente encontram-se disponíveis inúmeros softwares de retroanálise para

pavimentos asfálticos. No Brasil os mais usuais são: ELMOD, KUAB, EVERCALC,

RETRAN2C, RETRAN5L, REPAV e BAKFAA. Atualmente o software de retroanálise

que integra o novo método de dimensionamento a ser implantado no Brasil, é denominado

BackMeDiNa.

Cada programa tem suas hipóteses e procedimentos de ajuste das soluções, que os

diferencia de outros programas. Em consequência obtêm-se diferentes módulos de

elasticidade equivalentes das camadas para o mesmo conjunto de dados deflectométricos.

Afim de minimizar erros, é preciso usar no dimensionamento de reforço com base em

módulos obtidos por retroanálise os mesmos princípios e modelagem usados na

retroanálise, sendo o ideal que o método mecanístico-empírico utilizado no projeto de

reforço fixe o programa de retroanálise a ser utilizado e o programa posterior de cálculo

de tensões e deformações para a determinação da espessura de reforço (MEDINA e

MOTTA, 2015).

Como o método mecanístico-empírico utilizado na presente dissertação foi o

MeDiNa (Método de Dimensionamento Nacional), o software de retroanálise utilizado

foi o BackMeDiNa, módulo de retroanálise integrante ao método, apresentado a seguir.

2.3.2.1 BackMeDiNa

O software BackMeDiNa é uma ferramenta de rotina do método MeDiNa, que se

deu da evolução do SisPav desenvolvido na tese de doutorado de FRANCO (2007). O

programa permite retroanalisar bacias deflectométricas obtidas por FWD com objetivo

de inferir o módulo de resiliência in situ das camadas do pavimento.

De acordo com FRANCO (2018), o cálculo para se achar os módulos de

resiliência é feito de forma iterativa, utilizando o módulo AEMC para a análise elástica

linear, a partir da variação dos valores dos módulos em torno de um valor central, até se

obter uma bacia teórica próxima da bacia de deflexões de campo medida pelo FWD. Para

29

isso, o programa compara a raiz do valor quadrático médio das diferenças entre as

medidas de deflexões de campo e as calculadas.

No atual módulo de retroanálise do método MeDiNa (BackMeDiNa v.1.1.0 de

abril de 2018), pode-se importar arquivos com informações referentes à seção sobre a

qual foi realizado o levantamento de campo, além dos dados coletados no levantamento

deflectométrico.

Os dados necessários para realizar a retroanálise (bacias deflectométricas,

carregamento aplicado, temperatura do ar e pavimento, localização da rodovia, faixa e

trilha referente aos ensaios deflectométricos, espessura das camadas, e parâmetros de

partida fundamentados nas condições do pavimento), são inseridos no programa por meio

de um arquivo de dados do Excel® em formato.xls (Figura 7).

Figura 7 – Modelo de planilha para entrada dos dados no software BackMeDiNa

A Figura 8 apresenta o software BackMeDiNa, depois de importado o arquivo

com as bacias deflectométricas, no próprio software é determinado o número de camadas,

sua espessura e parâmetros da interface. O software também indica um valor de módulo

de resiliência e coeficiente de Poisson pelo tipo de material informado, podendo ser

alterado pelo usuário.

O software inicia o cálculo com os módulos de resiliência indicados na estrutura

do pavimento, variando este módulo em uma faixa que depende do erro da retroanálise.

Para erros elevados, a faixa de cada módulo é de 80% do valor indicado (para maior e

menor) na estrutura, a fim de abranger um maior nível de soluções. Para erros menores,

a faixa de valores de módulo diminui para 25%. O número de intervalos de cada faixa

também varia com erro. Para erros elevados, são apenas 9 intervalos. Para erros menores,

30

são 15 intervalos, que objetiva melhorar a precisão da retroanálise. A cada clique no

botão, o programa testa todos os intervalos possíveis de módulos de todas as camadas e,

ao final, apresenta a bacia calculada que melhor se aproxima da bacia medida, ou seja, a

de menor erro (RMS). Sendo assim, para uma boa retroanálise, o projetista deve clicar no

botão retroanálise várias vezes, até o erro (RMS) não variar mais (FRANCO, 2018).

Figura 8 – Exemplo de uma tela do software de retroanálise BackMeDiNa

2.4 TRÁFEGO

O tráfego de uma rodovia é fator de suma importância a ser observado no

dimensionamento de um pavimento, rígido ou flexível, seja por método empírico ou

mecanístico, visto que representa a principal solicitação a qual está sujeito o pavimento

(SOARES e MOTTA, 2001).

Um dos fatores que influem no dimensionamento dos pavimentos flexíveis é o

tráfego que solicitará determinada via durante sua vida útil de serviço. As cargas que

solicitam a estrutura do pavimento ao longo de um período “P” para o qual é projetado o

pavimento são representadas pela ação do ciclo de carregamento e descarregamento em

31

um determinado ponto fixo da superfície de rolamento quando da passagem das rodas dos

veículos. O dano causado pela passagem de cada veículo é, usualmente, de pequena

magnitude, mas o efeito acumulativo deste dano é que determina a vida de fadiga dos

pavimentos. O fator preponderante que leva os pavimentos ao final de sua vida útil é este

efeito acumulado.

Um pavimento dificilmente sofre ruptura súbita ou catastrófica e a sua degradação

se dá de forma contínua, ao longo do tempo. A causa da ocorrência dos defeitos estruturais

(trincamento e afundamento em trilhas de roda) é devida à ação das cargas do tráfego

sobre a superfície dos pavimentos que gera uma deformação total na estrutura. Esta

deformação total é composta pelas parcelas de deformação resiliente ou reversível e

deformação permanente, ou plástica.

A modelagem do tráfego é complexa, sendo necessário obter os dados do volume

do tráfego e do carregamento a partir da contagem e da pesagem de veículos. Nos métodos

de projeto nacionais, todo o tráfego previsto ao longo do horizonte de projeto é convertido

em termos de solicitações equivalentes do eixo padrão rodoviário, um eixo simples de

rodagem dupla com carga de 8,2t, denominado Número “N”.

Na determinação do Número “N” são considerados certos fatores relacionados

com a composição do tráfego e referidos a cada categoria de veículo, definida em função

da carga transportada e do número de eixos dos veículos.

Tem-se, portanto, que o número “N” tem influência direta do volume de tráfego

atuante, determinado a partir do Volume Médio Diário (VMD), e do perfil da frota e das

cargas por eixo, representado pelo fator de veículo (Fv).

O fator de veículos (Fv) é um multiplicador que permite a determinação do

número de eixos equivalentes ao eixo padrão a partir do volume de veículos que trafega

durante o período de projeto. Este fator pode ser calculado pelo produto do fator de eixo

pelo fator de carga. O fator de veículo depende, portanto, do tipo de eixo e de sua

respectiva carga.

Assim, para poder se definir um número “N” para cada segmento da via, a ser

analisado no âmbito do dimensionamento e da gerência de pavimentos, deve-se conhecer

tanto o volume de tráfego, especialmente o tráfego comercial – visto que a operação de

veículos de passeio gera um carregamento cujo dano é desprezível, de acordo com os

32

citados manuais do DNIT.

O número “N” pode ser calculado pela seguinte expressão:

𝑁 = 𝑉𝑡 𝑥 𝐹𝑣 𝑥 𝐹𝑟 (5)

Onde:

𝑉𝑡: é o volume total de veículos num determinado sentido para determinado período “P”;

𝐹𝑣: é o fator de veículo, número que converte o dano causado por todos tipos de veículos

em danos do eixo padrão;

𝐹𝑟: é um fator climático regional relacionado ao regime de chuvas de determinado local.

De acordo com MEDINA e MOTTA (2015), a tendência mundial é passar a

dimensionar o pavimento asfáltico considerando o tráfego explicitamente pela ação de

diferentes cargas de eixo, considerando sua incidência variável diária e sazonal, como

proposto em FRANCO (2007).

2.5 MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DE REFORÇO EM PAVIMENTOS

ASFÁLTICOS

A estrutura de um pavimento é composta por camadas sobrepostas de diferentes

tipos de materiais, para atender de modo estrutural e operacional ao tráfego, de maneira

durável e com um menor custo possível. O reforço por meio de uma camada asfáltica

adicional ou recapeamento é o procedimento mais utilizado na reabilitação de

pavimentos, sendo este tipo de intervenção utilizada para correção de defeitos estruturais

e funcionais do pavimento (BALBO, 2007; PINTO e PREUSSLER, 2010).

De acordo com PINTO e PREUSSLER (2010), até 1960 a abordagem para

dimensionamento do reforço de um pavimento considerava a experiência regional e o

critério da resistência (deformações permanentes). Era utilizado a sensibilidade de

engenheiros experientes para determinar o tipo e espessura do reforço do pavimento. A

partir da década de 60, os métodos baseados em ensaios deflectométricos foram

amplamente difundidos, obtendo grande aceitação.

Com o desenvolvimento de equipamentos e programas que fornecem informações

sobre as características elásticas dos materiais que constituem o pavimento, nos meados

33

da década de 1970 iniciou-se a introdução dos métodos mecanísticos ou analíticos

fundamentados na análise de tensões e deformações das camadas. Com o

desenvolvimento dos sistemas de gerência de pavimentos nos anos 1980, começaram as

metodologias de reforço que se fundamentam em modelos de previsão de desempenho e

que procuram analisar diversas estratégias de intervenção visando diminuir o custo de

ciclo de vida do pavimento (PINTO e PREUSSLER, 2010).

Segundo SANTOS (2009), um pavimento rodoviário, no início de sua vida,

apresenta um determinado nível de serviço, que engloba condições de segurança e

conforto. No entanto, com o passar do tempo, o pavimento vai se degradando devido às

ações do tráfego e dos agentes de intemperismo, até atingir um estado onde os critérios

estruturais e funcionais não mais satisfazem os usuários. Esse período corresponde à vida

útil do pavimento.

Alguns trechos podem eventualmente apresentar níveis de deterioração elevados

muito antes do final de sua vida útil determinada em projeto, sendo necessário recorrer a

medidas de reabilitação, tanto funcionais quanto estruturais, devido principalmente ao

aumento significativo do tráfego pesado e das cargas transportadas.

A definição do fim da vida útil de um pavimento depende dos critérios limites

adotados e da classe da rodovia. Após a aplicação de um grande número de cargas, os

defeitos apresentados na superfície do pavimento comprometem o desempenho funcional

(segurança e conforto) e estrutural. Caso ocorra a intervenção corretiva em determinado

estágio de degradação, pode-se restabelecer a capacidade de carga do pavimento pela

superposição de uma nova camada de revestimento (MEDINA e MOTTA, 2015).

2.5.1 Segmentação

Com o propósito de elaborar um diagnóstico das condições estruturais e

funcionais de uma rodovia e assim fornecer subsídios para o projeto de reabilitação

quando necessário, é importante dividir cada trecho da rodovia avaliada em subtrechos

homogêneos. A divisão do trecho em estudo em subtrechos estatisticamente homogêneos

é indispensável na avaliação da capacidade de carga de um pavimento (PINELO, 1993).

A técnica de segmentação facilita a delimitação de trechos com características

homogêneas e consequentemente a indicação de soluções ou intervenções na reabilitação

do pavimento, partindo de uma melhor avaliação de parâmetros de análise que

34

representem realmente homogeneidade da condição da via.

Como parâmetros de análise podem ser considerados vários aspectos tais como a

capacidade de suporte do subleito, o estado da superfície do pavimento existente, o

volume de tráfego, as deflexões, entre outros.

O tratamento dos resultados obtidos, em particular as deflexões obtidas pelo

deflectômetro de impacto, visa a obtenção das zonas com comportamento homogêneo e

uniforme ao longo do trecho em estudo e permite uma análise estrutural e de alternativas

de restauração mais racionais (SANTOS, 2009).

Para a determinação de segmentos homogêneos, é comum a utilização do método

preconizado pela American Association of State Highway and Transportation Officials

(AASHTO,1993), apresentado no Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos

(DNIT, 2006), denominado método das diferenças acumuladas. Este método pode ser

aplicado para os vários parâmetros: deflexão, IRI, área trincada, etc. Também existem

outros métodos empíricos, que se baseiam na análise visual da representação linear das

características do trecho, por exemplo a DNER-PRO 11/79 e DNER-PRO 269/94.

2.5.1.1 Método das Diferenças Acumuladas

O "Método das Diferenças Acumuladas" (Analysis Unit Delineation by

Cumulative Differences), recomendado pela AASHTO (1993), é descrito a seguir:

1. Calcula-se o valor médio da deflexão para todo o trecho (D).

2. Calcula-se a diferença entre cada valor individual e o valor médio.

3. Calculam-se os valores acumulados destas diferenças.

4. Plota-se em um gráfico, nas abscissas as distâncias e nas ordenadas os valores

acumulados das diferenças.

Cada variação de coeficiente angular da curva obtida indica uma mudança do

comportamento médio de um determinado segmento para outro, delimitando assim as

extremidades dos segmentos homogêneos. Analiticamente considera-se:

Parâmetro médio (𝐷𝑖̅̅ ̅):

𝐷𝑖̅̅ ̅ =

𝐷(𝑖 − 1) + 𝐷𝑖

2

(6)

35

Área entre parâmetros levantados (𝐴𝑖): Se caracteriza pela multiplicação do valor médio

entre dois pontos levantados, de um determinado parâmetro em análise (𝐷𝑖̅̅ ̅), pela

distância entre os dois pontos de levantamento do parâmetro (∆𝑙𝑖).

𝐴𝑖 = 𝐷𝑖̅̅ ̅ 𝑥 ∆𝑙𝑖 (7)

Onde:

𝐷𝑖 = Parâmetro no ponto de levantamento i;

∆𝑙𝑖 = distância entre dois pontos levantados.

Área acumulada (𝐴𝑐):

𝐴𝑐 = ∑ 𝐴𝑖

𝑛

𝑖=1

(8)

Distância acumulada (Lc):

𝐿𝑐 = ∑ ∆𝑙𝑖

𝑛

𝑖=1

(9)

Diferença acumulada (Z𝑖):

𝑍𝑖 = ∑ 𝐴𝑖 − tan 𝛼 ∑ ∆𝑙𝑖 (10)

Onde:

tan 𝛼 =

𝐴𝑐

𝐿𝑐

(11)

Plotam-se as diferenças acumuladas entre cada uma das leituras. Enquanto essas

diferenças tem o mesmo sentido, sejam decrescentes ou crescentes, considera-se que

aqueles pontos levantados fazem parte do mesmo subtrechos homogêneo. Quando há

mudança de sinal destas diferenças, este ponto delimita o próximo subtrechos

homogêneo, e assim sucessivamente, conforme ilustrado na Figura 9.

Como o trincamento obtido pelo LVCI é apresentado de forma contínua, em

espaçamentos pré-determinados (normalmente de 20 m), o método da AASHTO (1993)

também pode ser aplicado para obtenção de segmentos homogêneos. Isso é importante

visto que podem ocorrer segmentos com diferentes graus de trincamento em um trecho

36

homogêneo em termos de deflexão. Sem a subdivisão, o trincamento médio seria

resultante da fusão de um trecho pouco trincado com outro muito trincado, por exemplo.

Assim, há um melhor refinamento da segmentação (Figura 10) e, por consequência, das

soluções.

Figura 9 – Exemplo de delimitação dos segmentos homogêneos pelo método das diferenças acumuladas

da AASHTO (BERNUCCI et al., 2008)

Figura 10 – Exemplo de delimitação dos segmentos homogêneos pelo método das diferenças acumuladas

utilizando em conjunto 2 parâmetros para segmentação

-8000

-7000

-6000

-5000

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Zi

-D

ifer

ença

Acum

ula

da

Distância (m)

Segmento 1

Segmento 2

Segmento 3

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

-8000

-7000

-6000

-5000

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

Zi

-D

ifer

ença

Acum

ula

da

Distância (m)

Deflexão

Trincamento

Seg

men

to 1

Seg

men

to 2

Seg

men

to 3

Seg

men

to 4

Seg

men

to 5 S

eg

men

to 6

37

2.5.2 Métodos Empíricos de Dimensionamentos de Reforços

De acordo com MEDINA e MOTTA (2015), dois métodos tiveram grande

popularidade desde os anos 1960, embora tenham sido definitivamente normatizados

somente no final dos anos 1970, que são:

• PRO 10/79 – procedimento A, elaborado pelo engenheiro Armando Martins

Pereira; baseia-se no método do DER da Califórnia.

• PRO 11/79 – procedimento B, elaborado pelo engenheiro Francisco Bolivar Lobo

Carneiro e equipe; baseia-se no método de Celestino Ruiz, pesquisador argentino

que o apresentou no Brasil em 1964.

O dimensionamento em si é precedido de deflectometria, inventário dos defeitos,

sondagens, retirada de amostras e ensaios. Faz-se o tratamento estatístico das deflexões

do trecho homogêneo; toma-se a deflexão característica como igual à média aritmética

mais um desvio padrão. Calcula-se o número previsto de repetições de carga do eixo

padrão de 8,2 tf e verifica-se qual a parcela da espessura do atual revestimento pode ser

incorporada à espessura de reforço calculada; leva-se em conta a natureza e extensão das

trincas (MEDINA e MOTTA, 2015).

No PRO 159/85 (DNER, 1994c) apresentam-se alternativas de restauração em

concreto asfáltico, tratamento superficial e lama asfáltica. Calcula-se o número estrutural

do pavimento, que é o somatório dos produtos das espessuras das camadas por respectivos

coeficientes de equivalência estrutural. Introduz-se o módulo resiliente do revestimento

de concreto asfáltico a 30°C na determinação do seu coeficiente (na falta do valor do

ensaio, adota-se o módulo de 30000 kgf/cm²). As camadas granulares e os solos do

subleito têm seus coeficientes determinados em função do índice suporte CBR. O tráfego

é representado pelo número de repetições de eixos de 8,2 tf convertendo os eixos por fator

de equivalência próprios. O quociente de irregularidade, a deflexão e as áreas trincadas e

desgastadas atuais são utilizados na previsão da evolução futura pelas curvas de

desempenho em função do tráfego (MEDINA e MOTTA, 2015).

A PRO 269/94 (DNER, 1994) consiste de um método de cálculo de espessura de

reforço estrutural que trata do dimensionamento de pavimento em função das

características do subleito em termos de CBR e porcentagem de silte, espessura da

camada granular e da deflexão medida pela Viga Benkelman. O método estabelece o

38

procedimento para determinação do diagnóstico preliminar do pavimento visando à

determinação dos parâmetros de projeto, análise da condição do pavimento existente e

dimensionamento do reforço do pavimento pelo critério de fadiga, limitando os solos de

subleito a três grupos em função do CBR e da porcentagem de silte.

Pode-se concluir que os métodos PRO 10/79 – procedimento A e PRO 11/79 –

procedimento B, utilizam uma análise deflectométrica, a PRO 159/85 tem seu processo

através de uma análise da deficiência estrutural e funcional e a PRO 269/94 consiste em

um procedimento para projeto de reforço de pavimentos flexíveis que leva em conta as

características resilientes das camadas de pavimentos flexíveis e dos subleitos.

2.5.3 Catálogo de Soluções de Manutenção para Pavimentos Flexíveis para

rodovias do DNIT

No ano de 2005 foi criado por Instrução de Serviço (IS), um programa que

consolida todas as atividades de recuperação e manutenção de rodovias, como obras de

recuperação estrutural e funcional dos pavimentos, serviços de manutenção de pistas e

acostamentos e de conservação de faixa de domínio. Prevê-se seu tratamento por um

período de sete anos, divididos em contrato de dois tipos: CREMA 1ª ETAPA, e CREMA

2ª ETAPA. Entretanto, somente em 2008 através da portaria nº 7 do Ministério dos

Transportes foi criado o PROCREMA, consolidando os programas anteriores, adotando

a modalidade de contratação sob o regime de empreitada global, vedando a realização de

termos aditivos para alteração quantitativa ou qualitativa do projeto, e por fim prevendo

a realização dos pagamentos mediante avaliação de desempenho. Todavia em 2011, por

meio do Acórdão nº 3260/2011 em sessão plenária do Tribunal de Contas da União, foram

alteradas as condições do programa, em especial a vedação de termos aditivos foi retirada

da portaria (FONSECA e MOTTA, 2013).

As características básicas que diferenciam os dois tipos de contratos previstos no

PROCREMA, são os prazos e as intervenções: de caráter funcional ou estrutural. No

CREMA 1ª ETAPA corresponde a intervenções leves nos serviços de restauração no

período de um ano, sendo o segundo ano para serviços de conservação. No CREMA 2ª

ETAPA são intervenções de caráter funcional e também recuperação estrutural, fazendo

uso de um catálogo de soluções de pavimentação elaborado pelo DNIT. O programa

CREMA 2ª ETAPA estipula, em seu catálogo de soluções, uma vida útil de 10 anos para

as soluções estruturais, considerando métodos de projetos de reforço tradicionais,

39

especialmente o DNER-PRO 11/79. Todavia solicita ao projetista que realize a

comparação com o dimensionamento feito com o método DNER-PRO 269/94. Os

principais parâmetros de dimensionamento são o índice de suporte Califórnia, quando se

indica reconstrução e a deflexão máxima do pavimento quando é reforço. Os critérios de

enquadramento dos segmentos neste catálogo levam em conta: faixas de Irregularidade

Longitudinal (IRI); medidas de deflexão recuperável para o segmento homogêneo,

avaliando a condição atual como abaixo ou acima da deflexão admissível de projeto

(Dadm) em função do tráfego; faixas de índice de gravidade global (IGG); o volume médio

diário (VMD) do tráfego e o número "N".

O CREMA 2ª ETAPA tem dois catálogos de soluções: um para revestimento em

concreto asfáltico e outro para tratamentos superficiais. O catálogo (Tabela 2) consistia

de uma matriz com 80 células para as quais eram previstos conjuntos de soluções, e não

apresenta um histórico claro da sua configuração, sendo baseado no Catálogo SWAP

fornecido pelo Banco Mundial. Este catálogo foi concebido com objetivo de fornecer ao

órgão uma estimativa do nível de investimento necessário para restauração de sua rede,

para o Sistema de Gerência de Pavimentos (SGP) em nível de rede. A aplicação em nível

de projeto não se sabe como foi decidida. Dos conjuntos de soluções de pista, seis

conjuntos apresentam ainda a espessura do reforço variável, devendo ser aplicado cálculo

de reforço do pavimento previsto na norma DNER-PRO 11/79 (FONSECA e MOTTA,

2013).

Conforme DNIT (2018), há sob administração e responsabilidade do

Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) 51.993,0 km de rodovias

federais pavimentadas, sendo constante a cobrança por um planejamento dinâmico capaz

de garantir a trafegabilidade continuada e a expansão necessária ao atendimento das

demandas de transporte. Visando esta demanda, o DNIT tem em operação um Sistema de

Gerência de Pavimentos (SGP) para atender às necessidades do órgão em nível de

planejamento rodoviário. O SGP foi idealizado visando à obtenção de um banco de dados

que, ao ser periodicamente atualizado, permita a análise das condições da Malha

Rodoviária Federal. O Banco de Dados do SGP é basicamente alimentado com os dados

de tráfego, estrutura, deflexão, irregularidade e defeitos do pavimento de rodovias

pavimentadas que estão sob a administração do DNIT. Tais informações subsidiam os

dados de entrada de um catálogo de soluções que visa indicar a solução proposta (COSTA

e MORAES, 2015).

40

Conforme COSTA e MORAES (2015), em abril de 2015 foi aprovado pela

diretoria colegiada do DNIT um Catálogo de Soluções de Manutenção para Pavimentos

Flexíveis para rodovias do DNIT, a ser empregado no âmbito do planejamento rodoviário.

A conceituação de um novo catálogo de soluções, em substituição ao de Soluções

Técnicas do ano de 2001/2002 se fez necessário devido a fatores como o crescimento do

volume de tráfego, a utilização de novas técnicas construtivas e a necessidade de adequar

os padrões de conforto e rolamento aos critérios atuais de projeto e recebimento de obra.

O catálogo foi elaborado de acordo com a norma DNER-PRO 11/79 “Avaliação

estrutural dos pavimentos flexíveis - Procedimento B e com o Manual de Soluções

Técnico-Gerenciais para Rodovias Federais. Também foram realizadas análises

contemplando a norma DNER-PRO 269/94 “Projeto de restauração de pavimentos

flexíveis - TECNAPAV”, para verificação da sensibilidade a outro método de

dimensionamento de reforço estrutural – em complementação à PRO 11/79, bem como o

critério de correção de irregularidade da norma DNER-PRO 159/85 “Projeto de

restauração de pavimentos flexíveis e semirrígidos” (CONSÓRCIO DYNATEST

ENGEMAP, 2015).

O catálogo de soluções gerenciais para a manutenção dos trechos pavimentados

está fundamentado em parâmetros de tráfego (VMDc), na condição estrutural (Dc e Dadm)

e na condição funcional dos pavimentos (IRI e Área Trincada).

Segundo COSTA e MORAES (2015), o levantamento de campo para

determinação do índice de irregularidade longitudinal (IRI) e do valor do afundamento

da trilha de roda (ATR) é executado conforme procedimento da Classe II (sem contato),

seguindo a classificação do “HPMS Field Manual” por meio de sensores a laser.

Simultaneamente, são registradas imagens de alta resolução, a uma velocidade máxima

de 60 km/h, com tolerância de 10%. A partir das imagens adquiridas em campo tem-se o

inventário informatizado da superfície do pavimento e então é possível a realização, com

uma equipe treinada em escritório, do levantamento visual contínuo de defeitos (LVC).

De acordo com o CONSÓRCIO DYNATEST ENGEMAP (2015), a matriz de

solução deve ser analisada a partir da correspondência entre os parâmetros de tráfego, os

parâmetros deflectométricos e os parâmetros funcionais. A elaboração da matriz com as

faixas escolhidas para cada tipo de parâmetro tem o objetivo da obtenção da solução mais

compatível e adequada para cada cenário ou segmento estudado. Na Tabela 3 é

41

apresentada a matriz de soluções, sendo as siglas referentes às seguintes soluções:

• Mi: Micro revestimento asfáltico a frio;

• H"X": Reforço estrutural em concreto asfáltico com "X" cm de espessura;

• Hpol"X": Reforço estrutural em concreto asfáltico modificado por polímero com

"X"cm de espessura;

• REP: Reperfilagem com aplicação de concreto asfáltico com 2cm de espessura;

• FS: Fresagem contínua e 5cm de espessura com reposição em 5cm em concreto

asfáltico;

• FSp: Fresagem parcial - descontínua, de 5cm de espessura nas áreas trincadas com

reposição de 5cm em concreto asfáltico;

• TSD: Tratamento superficial duplo;

• TSDpol: Tratamento superficial duplo com emulsão modificada por polímero;

• REC"X": Reconstrução, em que "X" varia de 1 a 5, ou seja, em cinco cenários

distintos das soluções de reconstrução - em conformidade com o catálogo

sugerido para pavimentos novos.

42

Tabela 2 – Catálogo de soluções de pavimentação do CREMA 2ª ETAPA - Concreto Betuminoso (DNIT, 2008)

43

Tabela 3 – Catálogo de soluções do DNIT (CONSÓRCIO DYNATEST ENGEMAP, 2015)

Dc/D

ad

m <

= 1

,1

Dc/D

ad

m >

1,1

Dc/D

ad

m <

= 1

,1

1,1

< D

c/D

ad

m <

= 1

,5

Dc/D

ad

m >

1,5

Dc/D

ad

m <

= 1

,1

1,1

< D

c/D

ad

m <

= 1

,5

1,5

< D

c/D

ad

m <

= 2

Dc/D

ad

m >

2

Dc/D

ad

m <

= 1

,1

1,1

< D

c/D

ad

m <

= 1

,5

1,5

< D

c/D

ad

m <

= 2

Dc/D

ad

m >

2

Dc/D

ad

m <

= 1

,1

1,1

< D

c/D

ad

m <

= 1

,5

1,5

< D

c/D

ad

m <

= 2

Dc/D

ad

m >

2

TR <= 10 Mi H4 Mi H4 H7 Mi H4 H9 H10 Mi H4 Hpol8 Hpol10 Mi Hpol4 Hpol8 Hpol10

TR > 10 FSp+Mi FSp+H4 FSp+Mi FSp+H4 FSp+H7 FSp+Mi FSp+H4 FSp+H9 FSp+H10 FSp+Mi FSp+H4 FSp+Hpol8FSp+Hpol1

0FSp+Hpol4 FSp+Hpol4 FSp+Hpol8

FSp+Hpol1

0

TR <= 10 REP+TSD H4 H4 H4 H7 H4 H4 H9 H12 H4 H4 Hpol8 Hpol10 Hpol4 Hpol4 Hpol8 Hpol10

TR > 10FSp+REP+

TSD

FSp+REP+

H4

FSp+TSD+

H4

FSp+TSD+

H5

FSp+TSD+

H7

FSp+TSD+

H4

FSp+TSD+

H5

FSp+TSD+

H9REC4

FSp+TSD+

H5

FSp+TSD+

H5

FSp+TSD+

Hpol8REC4

FSp+TSDp

ol+Hpol4

FSp+TSDp

ol+Hpol4

FSp+TSDp

ol+Hpol8REC6

TR <= 10 REP+H4 REP+H4 REP+H5 REP+H6 REP+H8 REP+H5 REP+H6 REP+H10 REC4 REP+H5 REP+H6 REC4 REC4REP+Hpol

5

REP+Hpol

6REC5 REC6

TR > 10FS3+TSD+

H4

FS5+TSD+

H6

FS5+TSD+

H5

FS5+TSD+

H6REC3

FS5+TSDp

ol+H5

FS5+TSDp

ol+H6REC4 REC4

FS5+TSDp

ol+H5

FS5+TSDp

ol+H6REC4 REC4

FS5+TSDp

ol+Hpol4REC5 REC5 REC6

2,5

m/k

m <

IR

I <

= 4

m/k

m I

RI

> 4

m/k

m

Tráfego VMDc <= 800 800 < VMDc <= 1600 1600 < VMDc <= 2400 2400 < VMDc <= 3200 VMD > 3200

IRI

<=

2,5

m/k

m

Estrutura

44

2.5.4 Método Mecanístico-Empírico

Por um longo período de tempo, desde os anos 1950, o critério de deflexão

máxima que atua sob a carga das rodas foi o principal parâmetro para a avaliação

estrutural e o dimensionamento de reforço dos pavimentos (MEDINA e MOTTA, 2015).

MOTTA (1991) apresentou em sua tese de doutorado um método mecanístico de

dimensionamento de pavimentos flexíveis, com o procedimento seguinte: adota-se uma

estrutura inicial, define-se a variabilidade dos dados e o nível de confiabilidade a ser

utilizado no projeto. A análise mecanística é efetuada utilizando-se um programa

computacional, usando um modelo elástico linear para o revestimento asfáltico e elástico

não-linear para as camadas subjacentes, verificando-se as tensões e deformações e

comparando-as com critérios de aceitação pré-estabelecidos. Caso algum critério não seja

satisfeito, as espessuras e/ou camadas são alteradas e os cálculos refeitos. Os critérios que

podem ser adotados são os seguintes: deflexão máxima admissível na superfície;

diferença de tensões no revestimento; tensão vertical admissível no topo do subleito;

tensão e deformação de tração na fibra inferior do revestimento.

Na Figura 11 é apresentado o fluxograma com os passos do dimensionamento

mecanístico-empírico apresentado por MOTTA (1991), sendo comum a vários métodos.

O fluxograma mostra como dados de entrada (fatores ambientais, tráfego,

materiais e técnicas construtivas), o processamento por via mecanística e os critérios de

decisão que são as formas de se evitar que a degradação por qualquer um dos mecanismos

de ruptura atinja valores maiores que os estabelecidos para determinado trecho da

rodovia, antes que o número “N” de projeto seja alcançado. No dimensionamento parte-

se de espessuras admitidas e calcula-se o estado de tensões e deformações que se

comparam a valores limites estabelecidos (MEDINA e MOTTA, 2015).

Como dado de entrada para os softwares de dimensionamento mecanístico-

empírico, é necessário obter o módulo de elasticidade de cada camada do pavimento, que

governa a característica elástica dos materiais. O módulo pode ser obtido por ensaios ou

por programas de retroanálise de bacias deflectométricas (FONSECA, 2013).

45

Figura 11 – Fluxograma do método de dimensionamento mecanístico-empírico de pavimentos (MOTTA,

1991)

De acordo com MEDINA e MOTTA (2015), um método mecanístico completo

de dimensionamento de reforço de pavimentos asfálticos, segue os seguintes passos:

• determinar no trecho a ser restaurado, as bacias de deflexão, com frequência

adequada para representar convenientemente a situação estrutural do segmento

homogêneo, usando medidas com precisão adequada, por Falling Weight

Deflectometer (FWD) ou viga Benkelman automatizada;

• utilizar um programa confiável para retroanálise das bacias deflectométrica, do

qual se conheçam os princípios e métodos de cálculo, para inferir os módulos de

trabalho das camadas e do subleito;

• utilizar um programa de cálculo de tensões e deformações no qual serão usados

os módulos retroanalisados e as espessuras das camadas para calcular as tensões

e deformações críticas na camada de reforço;

• comparar as tensões e deformações calculadas com valores admissíveis em função

do tráfego de projeto, e estabelecer a espessura de reforço necessária;

• pode-se simular também processos de reciclagem, com ou sem adição de novos

materiais e espessura adicional.

46

2.5.4.1 MeDiNa – Método de Dimensionamento Nacional

FRANCO (2007) em sua tese de doutorado, desenvolveu um método mecanístico-

empírico de dimensionamento de pavimentos asfálticos, na COPPE/UFRJ, utilizando

análise elástico-linear e a elástico não linear, sendo os danos estimados por modelos de

previsão de fadiga, deformação permanente e deformação máxima admissível no topo do

subleito. Para permitir a calibração, validação e, posteriormente, seu uso, o método foi

consolidado em um software computacional denominado SisPav. Em 2013, uma versão

atualizada foi denominada de SisPavBR, e através do Termo de Execução

Descentralizada celebrado de 2015 a 2018 entre o Instituto de Pesquisas Rodoviárias -

IPR e o Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia, da

Universidade Federal do Rio de Janeiro – COPPE, foi denominado Método de

Dimensionamento Nacional (MeDiNa). O método recebeu o acrônimo de MeDiNa em

uma bela e merecida homenagem ao professor titular aposentado da COPPE/UFRJ

Jacques de Medina.

O MeDiNa é um software que realiza a verificação e o dimensionamento

mecanístico-empírico de estruturas de pavimentos, por meio da rotina AEMC “Análise

Elástica de Múltiplas Camadas”. Esta rotina calcula tensões e deformações em estruturas

de pavimentos sob carregamento de rodas do tipo eixo padrão rodoviário e aplica modelos

de fadiga e deformação permanente para ajustar as espessuras das camadas (FRANCO,

2018).

A análise de uma estrutura de pavimento ou mesmo o seu dimensionamento

requer um conjunto amplo de informações para que os resultados obtidos sejam

confiáveis. As informações passam pelo conhecimento do subleito, como seu módulo e

curva de deformação permanente. Outra informação que é chave para o correto

funcionamento do software MeDiNa é a definição do Número Equivalente de Eixos, o

número N. Os modelos utilizados no programa MeDiNa mostram-se sensíveis a pequenas

variações do Número N, e, portanto, uma estimativa apurada é de grande importância

para o sucesso do projeto (FRANCO, 2018).

O software MeDiNa tem sua interface dividida em abas, sendo denominadas:

estrutura; modelagem e resultados. Ao iniciar o software, o mesmo sempre se apresenta

na aba estrutura, onde são inseridas as informações de identificação do projeto; estrutura

do pavimento; tráfego e painel onde o software registra o resumo dos resultados das

47

análises ou dos dimensionamentos. Antes de preencher os dados do projeto, define-se em

qual modo o programa irá tratar os dados. Na versão utilizada apenas dois modos estão

disponíveis:

• Pavimento Novo (Nível 1): Modo para elaboração de projetos de pavimentos

novos no nível de projeto 1, onde as propriedades das camadas são obtidas por

ensaios de laboratório.

• Projeto de Reforço: Modo para elaboração de projeto de reforço, onde as

propriedades das camadas existentes são obtidas por meio de retroanálise de

bacias deflectométricas.

O modo reforço exige do projetista a entrada dos valores retroanalisados de bacias

de campo obtidas com equipamento tipo FWD, pode-se importar as bacias retroanalisadas

do BackMeDiNa na opção Importar Retroanálise ou preencher os dados manualmente.

Após a importação, o projetista deverá concluir o preenchimento dos dados da camada

asfáltica existente, com os dados de percentual de área trincada, IRI, e idade do

pavimento, para permitir o programa rodar as análises ou o dimensionamento.

Figura 12 – Tela inicial software MeDiNa, (FRANCO, 2018)

A tela inicial do software pode ser visualizada na Figura 12, apresentando uma

48

estrutura inicial composta por quatro camadas, incluído o subleito, podendo ser

adicionadas ou retiradas camadas da estrutura (são permitidas, no mínimo três e, no

máximo, oito camadas, contando com o subleito), bem como alterar o tipo de material

que a camada é constituída. Na tabela que exibe a estrutura do pavimento são apresentadas

informações resumidas das propriedades de cada uma das camadas da estrutura do

pavimento, como: material constituinte e o tipo selecionado, espessura, módulo de

resiliência (se linear ou sigmoidal), e coeficiente de Poisson.

Segundo FRANCO (2018), o eixo padrão rodoviário (Figura 13) é o eixo utilizado

nas análises e no dimensionamento das estruturas de pavimento. Essa consideração foi

definida em função da calibração dos modelos de fadiga, que se baseou na comparação

da evolução da área trincada com o número estimado de passagens do eixo padrão. O

software pode ser utilizado para calcular automaticamente o número equivalente de

passagens do eixo padrão rodoviário. Este pode ser obtido a partir do volume médio diário

(VMD) em conjunto com o fator de veículo (FV). A partir destes dois valores, o software

MeDiNa calcula o número anual equivalente de eixos (N anual) automaticamente. Caso

o projetista já tenha o N anual, ele pode entrar direto com o valor na caixa correspondente.

Dados do eixo padrão Carga de Eixo: 8,2 tf

Pressão de Pneus: 0,56 MPa Raio da área de contato: 10,79 cm

Distância entre rodas: 16,2cm

Figura 13 – Eixo padrão rodoviário assumido no software MeDiNa, (FRANCO, 2018)

De acordo com FRANCO (2018), há a necessidade de se informar o tipo de via a

ser analisado ou dimensionado. A cada tipo incide um critério de parada do

dimensionamento, bem como os graus de confiabilidade das análises realizadas pelo

MeDiNa. Os diferentes tipos de vias foram definidos em conformidade com a hierarquia

dos sistemas funcionais publicada pelo DNIT. A Tabela 4 resume os critérios e a

confiabilidade de cada tipo de via.

49

Tabela 4 – Critérios de parada e confiabilidade das análises realizadas pelo MeDiNa, (FRANCO, 2018)

A análise ou dimensionamento dos pavimentos pode ser realizada após inserido

todos os dados da estrutura e do tráfego. Para se realizar uma análise pura do

comportamento da estrutura com o tráfego, basta clicar a tecla de atalho F3, ou ir no menu

Análise e clicar na função Analisar Estrutura. A análise realiza os cálculos e verifica os

critérios de área trincada e/ou deformação permanente, sem alterar a espessura da camada

selecionada. No final, apresenta um resumo que pode ser avaliado pelo projetista. Para

realizar o dimensionamento da estrutura, basta clicar a tecla de atalho F2, ou ir no menu

Análise e clicar na função Dimensionar, após selecionar a camada que se deseja

dimensionar.

No modo Reforço apenas a camada asfáltica nova poderá ser dimensionada. Nesta

opção, o programa irá realizar diversas análises, alterando a espessura da camada

marcada, de forma a atender primeiramente o critério da fadiga. Nesse estágio o software

irá aumentar ou diminuir as espessuras determinando a melhor espessura para atender o

critério máximo permitido de Área Trincada. A análise de fadiga ocorre nos dois modos

do software. No Reforço a área trincada é o único critério considerado. No modo Projeto

Novo, o MeDiNa continua o dimensionamento verificando a estrutura pelo critério da

deformação permanente total. Caso o critério da deformação permanente não seja

atendido, o software MeDiNa aumenta gradativamente a espessura da camada marcada,

em intervalos fixos (0,5cm em camadas asfálticas e 1cm nas demais camadas), até que o

critério em questão ser atendido (FRANCO, 2018).

Conforme FRANCO (2018), sendo realizada a análise da estrutura ou o

Tipo de Via ConfiabilidadeÁrea

Trincada

Deformação

Permanente

Sistema Arterial Principal 95% 30% 10mm

Sistema Arterial Primário 85% 30% 13mm

Sistema Arterial Secundário 75% 30% 20mm

Sistema Coletor Primário 85% 30% 13mm

Sistema Coletor Secundário 75% 30% 20mm

Sistema Local 65% 30% 20mm

50

dimensionamento, a aba resultados fica disponível e os relatórios ficam disponíveis para

consulta, podendo ser explorado três tipos de relatórios, sendo eles: Evolução Mensal de

Danos; Resumo da Deformação Permanente e Bacias de Deflexão e Relatório Completo

de Análise, descritos a seguir.

• Evolução Mensal de Danos: apresenta os resultados do comportamento da área

trincada, da deformação permanente total e do Módulo Sigmoidal quando houver

camadas cimentadas na estrutura;

• Resumo da Deformação Permanente e Bacias de Deflexão: apresenta um resumo

da deformação permanente na estrutura ao fim do período de análise, com a

contribuição de cada camada na deformação permanente total;

• Relatório Completo de Análise: apresenta todas as informações utilizadas no

dimensionamento ou na análise da estrutura.

É possível que o programa não consiga dimensionar a estrutura, nestes casos o

software emite alguns alertas ao projetista, indicando as situações (Figura 14):

Em relação ao modo Projeto Novo:

1. a espessura atingiu o máximo permitido para a análise (15cm para as camadas

asfálticas e 40cm para as demais);

2. a camada apresentou deformação permanente acima do limite de 5% da sua

espessura;

3. o Subleito apresentou deformação permanente acima do limite de 5mm; e

4. a camada abaixo da camada estabilizada possui uma deflexão superior a 70

(0,01mm).

Em relação ao modo Reforço:

1. a espessura atingiu o máximo permitido para a análise (15cm para as camadas

asfálticas).

51

Figura 14 – Exemplo de alerta mostrado pelo software MeDiNa

52

3 METODOLOGIA E CARACTERÍSTICAS DA RODOVIA DESTA

PESQUISA

3.1 MÉTODO

Visando o estudo dos pavimentos que compõem sua malha rodoviária, a

concessionária responsável pela BR-040, trecho que vai de Brasília/DF a Juiz de

Fora/MG, implantou ao longo de sua extensão vinte trechos para estudo detalhado de seus

pavimentos, denominados Unidades de Amostragem (UAs).

Para este objetivo, vem sendo realizado o acompanhamento dos trechos, através

de ensaios para verificação das condições funcionais e estruturais, bem como aderência

dos pavimentos, onde a cada campanha realizada os novos dados são inseridos no banco

de dados da rodovia.

O autor da presente pesquisa presta serviços em uma empresa de consultoria em

geotecnia de pavimentos e encostas, que desenvolveu trabalhos junto à concessionaria

Via040, que gentilmente cedeu os dados de levantamentos realizados em treze segmentos

estudados em seu trecho rodoviário. Com esses dados, foi aplicado o novo método de

dimensionamento de pavimentos asfálticos MeDiNa (Método de Dimensionamento

Nacional), em projetos de reforço de pavimentos de segmentos desta rodovia federal de

alto tráfego.

A Figura 15 apresenta o fluxograma da metodologia adotada no trabalho, através

dos seguintes procedimentos:

a) Coleta e organização dos dados referentes aos trechos em estudo, a partir do

banco de dados da concessionária responsável pela rodovia, sendo esses

dados: avaliação da condição de superfície e inventário do estado de

superfície do pavimento; condição estrutural (deflexão) – FWD; índice da

irregularidade longitudinal – IRI; contagem classificatória e direcional de

tráfego; janelas de inspeção e ensaios;

b) Enquadramento dos trechos analisados no catálogo de soluções de

manutenção para pavimentos flexíveis do DNIT (Tabela 3), verificando as

soluções sugeridas;

53

c) Pré-análise da condição das camadas do pavimento através de parâmetros

empíricos indicadores da condição da estrutura do pavimento (RC), e das

camadas de revestimento (SCI), base (BDI) e subleito (BCI);

d) Obtenção dos módulos de elasticidade (MR) dos materiais existentes nos

pavimentos analisados por retroanálise, através do software BackMeDiNa;

e) Verificação da vida útil das soluções indicadas pelo catálogo do DNIT através

do método mecanístico-empírico MeDiNa, onde a estrutura é analisada

através de critérios de fadiga e deformação permanente;

f) Verificando que a solução indicada pelo catálogo do DNIT não atendeu a vida

útil de projeto de 10 anos, foi realizado o dimensionamento do reforço e das

reconstruções pelo método MeDiNa.

Figura 15 – Fluxograma da metodologia adotada na pesquisa

3.2 DEFINIÇÃO DOS SEGMENTOS HOMOGÊNEOS DE ESTUDO

Os estudos de definição dos segmentos homogêneos (SH) foram realizados

utilizando o procedimento do Método das Diferenças Acumuladas da AASHTO (1993),

seguindo o descrito em KOHLER et al. (2006) e ALBUQUERQUE (2007), fazendo

hierarquização das características e condições da rodovia. A definição dos SH foi

realizada pela aplicação do critério de hierarquia (SILVA et al., 2015; SILVA et al., 2016)

na seguinte ordem: Unidade de Federação → Região Climática → Geomorfologia →

54

Tráfego → Deflexão → Trincamento → Estrutura do Pavimento → Afundamento de

Trilha de Roda → Irregularidade Longitudinal (IRI).

Para tanto foram estabelecidas classes para os parâmetros que refletem os

mecanismos de deterioração dos pavimentos – Deflexão, Trincamento, Afundamentos em

Trilha de Roda, Irregularidade Longitudinal e espessura da camada de revestimento

(Tabela 5 a Tabela 9). As classes foram definidas em conformidade com o recomendado

pelos manuais do HDM-4 e do DNIT (IPR-745, 2011).

A segmentação homogênea da rodovia foi desenvolvida usando os dados

referentes à faixa mais solicitada, sempre no sentido crescente da quilometragem

considerando o sentido sul da rodovia, Brasília/DF – Rio de Janeiro/RJ.

Tabela 5 - Classes de deflexão (VIA040, 2016)

Tabela 6 - Classes de trincamento (VIA040, 2016)

Tabela 7 - Classes de irregularidade longitudinal (VIA040, 2016)

D0 ≤ 50 - Ótimo

50 < D0 ≤ 70 - Bom

70 < D0 ≤ 100 - Regular

D0 > 100 - Ruim

Deflexão Máxima (D0)

(0,01 mm)

TR=0% - Ótimo

0<TR<5% - Bom

5%≤TR<25% - Regular

25%≤TR<35% - Ruim

TR≥35% - Péssimo

Porcentagem Total de Área

Trincada

(%)

IRI<3 - Bom

3≤IRI<4 - Regular

4≤IRI<5,5 - Ruim

IRI≥5,5 - Péssimo

IRI

(m/km)

55

Tabela 8 - Classes de afundamento em trilhas de roda (VIA040, 2016)

Tabela 9 - Classes referente a espessuras da camada asfáltica (VIA040, 2016)

Com a segmentação homogênea levando em conta todos os parâmetros, chegou-

se a segmentação final de todo o trecho da rodovia, encontrando 634 segmentos

homogêneos, podendo na Tabela 10 verificar quantos segmentos foram obtidos por

unidade de federação. Visando o estudo dos pavimentos que compõem sua malha

rodoviária, a concessionária responsável pela BR-040, trecho que vai de Brasília/DF a

Juiz de Fora/MG, implantou vinte trechos para estudo detalhado, denominados Unidades

de Amostragem (UAs), sendo 2 UAs implantadas no estado de Goiás e 18 no estado de

Minas Gerais.

Tabela 10 - Relação do número total de segmentos homogêneos e UAs obtidos por Unidade de Federação

(VIA040, 2016)

0≤ATR<2 - Ótimo

2≤ATR<5 - Bom

5≤ATR<15 - Regular

15≤ATR<25 - Ruim

ATR≥25 - Péssimo

ATR

(mm)

CA≤10

10<CA≤15

15<CA≤20

CA>20

Espessura da Camada

Asfáltica

(cm)

UFExtensão

(km)

Segmentos

Homogêneos

(Unidade)

Unidades de

Amostragem

(UAs)

DF 8,40 11 0

GO 157,30 138 2

MG 771,10 485 18

Total 936,80 634 20

56

As UAs são trechos considerados representativos das características e condições

de um conjunto de segmentos homogêneos, que, estudados em detalhes, servem para

melhorar o nível de compreensão do comportamento do pavimento. Em cada UA é

possível acompanhar a evolução de suas condições funcionais e estruturais ao longo do

tempo e melhorar a avaliação dos comportamentos e do desempenho dos pavimentos.

As UAs foram implantadas na faixa mais solicitada, sempre no sentido crescente

da quilometragem da rodovia. O critério de escolha dos segmentos homogêneos onde

foram materializadas as UAs na rodovia, foi o de representar através das características

das UAs o máximo de segmentos homogêneos da rodovia. Para a materialização das UAs

na rodovia, e foi utilizado um critério de que cada uma tivesse uma extensão de 400

metros, em tangente, com boa visibilidade, visando garantir segurança à equipe técnica

participante dos estudos realizados e dos usuários da rodovia.

Na presente dissertação, das vinte UAs definidas pela concessionária, foram

selecionadas treze para os estudos do dimensionamento de reforço. Essas treze UAs estão

listadas na Tabela 11 e foram escolhidas por apresentarem todos os dados necessários,

como deflexão, IRI e estrutura do pavimento por poços de sondagem.

Tabela 11 – UAs selecionadas para o estudo nesta dissertação

km inicial km final

1 106,800 107,200 400 GO

2 51,865 52,265 400 MG

3 83,800 84,200 400 MG

4 153,050 153,450 400 MG

5 337,800 338,200 400 MG

6 407,450 407,850 400 MG

7 574,400 574,800 400 MG

8 644,570 644,970 400 MG

9 631,350 631,750 400 MG

10 708,450 708,850 400 MG

11 728,300 728,700 400 MG

12 768,800 769,200 400 MG

13 743,250 743,650 400 MG

L

(m)UF

Segmento Homogêneo

Trecho

57

3.3 CARACTERÍSTICAS DA RODOVIA

A atual BR-040 foi efetivada pelo Plano Nacional de Viação em 1973. A redação

inicial do Plano, em 1964, estabelecia a rodovia entre Brasília (DF) e São João da

Barra (RJ). Após uma revisão, o trecho entre Belo Horizonte e São João da Barra passou

a fazer parte da BR-356, sendo incluído na BR-040 o trecho até o Rio de Janeiro,

inicialmente parte da BR-135, totalizando uma extensão de 1175,5 quilômetros. Em 1 de

fevereiro de 1957 foi inaugurada a pavimentação do trecho entre Juiz de Fora e Belo

Horizonte, este trecho corresponde aproximadamente ao traçado do Caminho

Novo aberto no século XVIII, sendo na década de 1930 retificado até Belo Horizonte. Já

o trecho de Belo Horizonte a Brasília teve sua inauguração no ano de 1959 (BR-3

PROJETOS, 2011).

Em 1982 a rodovia foi duplicada de Belo Horizonte até o trevo da BR-356 (para

Ouro Preto), de Alfredo Vasconcelos até Serra da Mantiqueira, próximo à cidade de

Santos Dumont, passando por todo território de Barbacena, e alargada até Juiz de Fora,

exceto trechos em pontes e viadutos, sendo que desde meados da década de 1990 diversos

trechos estão sendo duplicados. Foram lançadas pelo Governo Federal em janeiro de

2007 as obras de duplicação do trecho entre Sete Lagoas e o entroncamento da BR-135,

ao todo foram 48 km duplicados com duas faixas de cada lado e separação por canteiros.

Em dezembro de 2013, o trecho da BR-040 entre Brasília/DF e Juiz de Fora/MG

foi concedido à Concessionária BR-040 S/A, mais conhecida como Via040, que tem

controle acionário pertencente ao grupo Invepar (Investimentos e Participações em

Infraestrutura S.A.), que será responsável, pelo período de 30 anos, pela recuperação,

operação, manutenção, conservação, implantação de melhorias e ampliação da rodovia.

Com uma extensão de 936,8 km, o trecho da BR-040, entre Brasília/DF e Juiz de

Fora/MG (Figura 16), interliga duas importantes regiões do país, o Centro Oeste ao

Sudeste, e se destaca pela relevância estratégica para o desenvolvimento da economia

brasileira. Inúmeras empresas nacionais e estrangeiras instaladas às margens da rodovia,

ou em cidades próximas, vêm fazendo altos investimentos na ampliação de suas unidades,

com geração de empregos diretos e indiretos. A rodovia também faz ligação com outros

importantes eixos produtores. Ao elevado volume de tráfego de caminhões, soma-se a

movimentação de ônibus e veículos de passeio resultante de transportes que vão de

negócios a turismo.

https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Plano_Nacional_de_Via%C3%A7%C3%A3o&action=edit&redlink=1

https://pt.wikipedia.org/wiki/Bras%C3%ADlia

https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A3o_Jo%C3%A3o_da_Barra

https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A3o_Jo%C3%A3o_da_Barra

https://pt.wikipedia.org/wiki/BR-356

https://pt.wikipedia.org/wiki/BR-135

https://pt.wikipedia.org/wiki/1982

https://pt.wikipedia.org/wiki/Alfredo_Vasconcelos

https://pt.wikipedia.org/wiki/Santos_Dumont_(Minas_Gerais)

https://pt.wikipedia.org/wiki/Barbacena_(Minas_Gerais)

https://pt.wikipedia.org/wiki/Juiz_de_Fora

https://pt.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9cada_de_1990

https://pt.wikipedia.org/wiki/Governo_Federal_(Brasil)

58

Figura 16 – Mapa de localização BR-040, Via040 trecho Brasília/DF a Juiz de Fora/MG (SOUZA et al.,

2015)

3.3.1 Clima

Por se tratar de uma rodovia de grande extensão, a Via040 intercepta áreas de

diferentes regiões climáticas. Nas Tabela 12 e Tabela 13 é possível verificar os dados de

precipitação e temperatura do ar ao longo dos meses do ano nas diferentes regiões

59

percorridas. A Figura 17 apresenta o eixo da Via040 sobre o mapa de clima do Brasil

(IBGE, 2002), com indicação dos quilômetros das divisas de zonas climáticas. A Via040

intercepta 14 zonas climáticas.

Tabela 12 - Precipitação ao longo da extensão da Via040 (INMET, 2016)

Os maiores volumes de precipitação aconteceram no verão, nos meses de

dezembro e janeiro, já os menores volumes foram registrados no inverno, entre os meses

de junho a agosto.

Tabela 13 - Temperatura do ar ao longo da extensão da Via040 (INMET, 2016)

As maiores temperaturas do ar registradas nos trechos da rodovia em estudo

aconteceram nos meses de setembro a fevereiro, as menores temperaturas registradas

foram nos meses de junho e julho. Os dados de precipitação e temperatura do ar são

condizentes com a clima tropical, predominante em toda região da rodovia desta pesquisa.

Prec Mês Prec Mês

Juiz de Fora/MG 300 217 198 107 65 34 27 16 50 112 191 327 137 327 Dez 16 Ago

Barbacena/MG 264 187 142 67 39 24 21 23 64 124 220 262 120 264 Jan 21 Jul

Belo Horizonte/MG 296 188 163 61 28 14 16 14 40 123 228 319 124 319 Dez 14 Ago

Sete Lagoas/MG 289 161 133 53 26 10 14 10 33 116 217 266 111 289 Jan 10 Ago

Três Marias/MG 104 72 116 1 42 1 0 23 5 22 73 188 54 188 Dez 0 Jul

João Pinheiro/MG 272 193 159 68 21 5 10 7 34 159 231 280 120 280 Dez 5 Jun

Paracatu/MG 260 179 149 67 29 7 15 16 36 133 224 324 120 324 Dez 7 Jun

Cristalina/MG 243 211 227 101 31 5 7 16 46 129 232 275 127 275 Dez 5 Jun

Luziânia/GO 251 198 203 81 36 11 8 15 56 110 213 310 124 310 Dez 8 Jul

Brasília/DF 241 215 189 124 39 9 12 13 52 172 238 249 129 249 Dez 9 Jun

Méd

AnualDez

Máx Min

Precipitação (mm)

LocalidadeJun Jul Ago Set Out NovJan Fev Mar Abr Mai

Temp Mês Temp Mês

Juiz de Fora/MG 22,3 22,5 21,1 19,8 18,2 17,1 16,4 17,5 17,3 18,5 19,6 20,9 22,5 Fev 16,4 Jul

Barbacena/MG 20,3 20,6 20 18,3 16,4 15,2 14,7 16 17,1 18,3 19 19,5 20,6 Fev 14,7 Jul

Belo Horizonte/MG 22,8 23,2 23 21,1 19,8 18,5 18,1 19 21 21,9 22,2 22,2 23,2 Fev 18,1 Jul

Sete Lagoas/MG 22,9 23 22,8 21,2 19,3 17,9 17,5 19,3 20,9 22,1 22,1 22,3 23 Fev 17,5 Jul

Três Marias/MG 31,3 33,1 30,9 31,3 28,3 27,4 28,4 28,4 30,3 30,4 30,5 30,1 33,1 Fev 27,4 Jun

João Pinheiro/MG 23,1 23,6 23,4 22,7 22 20,3 19,9 21,8 23,2 23,8 23,6 22,8 23,8 Out 19,9 Jul

Paracatu/MG 23,7 24 24 23,2 21,2 19,4 19,2 21,4 23,5 24,2 23,7 23,2 24,2 Out 19,2 Jul

Cristalina/MG 18,8 18,6 18 16,8 14,7 12,8 12,2 14 16,4 18,4 18,4 18,9 18,9 Dez 12,2 Jul

Luziânia/GO 24,4 24,6 24,6 23,3 20,9 20,4 20,7 22,4 23,7 24,7 24,2 24,4 24,7 Out 20,4 Jun

Brasília/DF 21,6 21,8 22 21,4 20,2 19,1 19,1 21,1 22,5 22,1 21,7 21,5 22,5 Set 19,1 Jul

Ago Set Out Nov DezFev Mar Abr Mai Jun JulMáx Min

Temperatura do Ar (°C)

LocalidadeJan

60

Figura 17 - Zonas climáticas na região em estudo (IBGE, 2002) ao longo do eixo da Via040, com

indicação dos quilômetros limítrofes (RDT VIA040, 2016)

3.3.2 Geomorfologia

Para um país com características topográficas e geológicas bastantes

diversificadas como ocorre no Brasil, a definição de segmentos homogêneos para um

estudo deve levar em consideração os compartimentos geomorfológicos da rodovia. A

Figura 18 apresenta as características geomorfológicas da Via040, representadas pelas

unidades de relevo, como planaltos, serras e depressões.

61

Figura 18 - Eixo da Via040 sobre mapa geomorfológico do Brasil na região em estudo (RDT VIA040,

2016)

3.3.3 Tráfego

Muitos fatores afetam o desempenho de um determinado pavimento, dentre estes

se destacam o número e a magnitude das cargas do tráfego. As ações do clima e do tráfego

em conjunto constituem os principais fatores que impõem uma vida útil limitada aos

pavimentos (MEDINA, 1997).

Visto a importância do conhecimento do tráfego atuante nos pavimentos da

62

Via040 foram realizadas contagens volumétricas e classificatórias, e pesagem, nos meses

de maio e junho de 2017, afim de caracterizar seu tráfego. Os postos de pesagem e

contagem são apresentados na Tabela 14.

Tabela 14 – Postos de contagem e pesagem da BR-040, trecho Brasília/DF – Juiz de Fora/MG (VIA040,

2017)

Para a realização do estudo citado, a Via040 utilizou a metodologia preconizada

no Manual de Estudos de Tráfego do DNIT (2006). Foram apresentadas as informações

básicas sobre a avaliação da solicitação do tráfego, definidos os seguintes elementos:

• Volume médio diário anual (VDMa) - número médio de veículos que percorre

uma seção ou trecho de uma rodovia, 24h por dia, no período de um ano. As

categorias utilizadas nas contagens volumétricas classificadas realizadas na

rodovia de estudo foram: Ônibus, 2 eixos, 3 eixos, 4 eixos, 5 eixos, 6 eixos, 7

eixos e 9 eixos. No estudo de trafego disponibilizado pela concessionaria Via040,

o VDMa Comercial é apresentado para cada posto de contagem como

exemplificado na Tabela 15.

Tabela 15 – Classes utilizadas na contagem de trafego e valores bidirecionais de VMDa comercial do

Posto de contagem 1 – km97,5/GO da BR-040, trecho Brasília/DF – Juiz de Fora/MG (VIA040, 2017)

km UF km UF

1 97,5 GO 47 GO

2 52,1 MG 86 MG

3 153,25 MG 145 MG

4 260,47 MG 284 MG

5 352,53 MG 422 MG

6 407,65 MG 422 MG

7 574,6 MG 554 MG

8 644,77 MG 607 MG

9 708,65 MG 767 MG

10 769 MG 767 MG

Contagem PesagemPostos

63

• Classificação da frota - a classificação mínima útil à avaliação do tráfego

compreende as seguintes subclasses de veículos de carga: caminhão leve,

caminhão médio, caminhão pesado, reboque/semirreboque. Devido às

expressivas variações na capacidade de carga de uma determinada subclasse, em

função do tipo de veículo e de sua rodagem, foi utilizada uma classificação mais

detalhada. Devido ao grande número de categorias, se fez necessário a criação do

resumo onde são apresentados os resultados dos cálculos por categoria para cada um

dos postos de pesagem. Da classificação por categoria de veículos foi feito o cálculo

dos fatores, através da ponderação, fazendo a adequação dos resultados das pesagens

às categorias utilizadas nas contagens volumétricas classificadas (Ônibus, 2 eixos, 3

eixos, 4 eixos, 5 eixos, 6 eixos, 7 eixos e 9 eixos).

• Carregamento da frota - o peso por eixo de cada um dos tipos de veículos de carga

é importante, e, se a distribuição da carga por eixo não for adequadamente

considerada, as previsões da solicitação futura do tráfego serão provavelmente

imprecisas. Foram utilizados para os cálculos dos fatores de veículos (FV) o

método da AASHTO e o método do Corpo dos Engenheiros (USACE). Na Tabela

16 são exemplificados os tipos de veículos e seu respectivo número de eixos

considerados nas pesagens, e na Tabela 17 é apresentada o resumo com adequação

dos resultados das pesagens às categorias utilizadas nas contagens volumétricas

correspondente ao posto de pesagem do km 47, a metodologia foi a mesma utilizada

em todos os 8 postos de pesagem.

• Número equivalente “N” - a partir do conhecimento dos volumes de tráfego, da

classificação da frota e das cargas atuantes por eixo, foram definidos os

parâmetros de tráfego correspondente ao período de análise. Na Tabela 18 e

Tabela 19 são demonstrados a obtenção do FV, respectivamente, pelos métodos

USACE e AASHTO do Trecho 1, contagem km 97,5/GO e pesagem km 47/GO.

Nesta pesquisa, para os cálculos do número “N” futuro, foi considerado como

tempo de projeto o período de 10 anos, com início em 2017. A taxa de crescimento

utilizada foi a mesma admitida no Plano de Exploração Rodoviária (PER) da Via040, de

3,5% ao ano.

64

Tabela 16 – Tipo de veículo e seu respectivo número de eixos considerados nas pesagens (VIA040, 2017)

Tabela 17 – Classes e fatores de veículo – Posto de pesagem do km 47/GO (VIA040, 2017)

65

Tabela 18 – Fatores USACE, Trecho 1, contagem km 97,5/GO e pesagem km 47/GO (VIA040, 2017)

Tabela 19 – Fatores AASHTO, Trecho 1, contagem km 97,5/GO e pesagem km 47/GO (VIA040, 2017)

O tráfego considerado para efeito de projeto é o da faixa mais solicitada da

rodovia. Na falta de dados mais precisos, foi utilizado os percentuais de veículos por faixa

adotados em DNIT (2006). Na Tabela 20 são fornecidas indicações quanto às

percentagens de veículos comerciais (em relação ao tráfego comercial nos dois sentidos)

na faixa de trânsito selecionada para o projeto. Desprezam-se os carros de passeio e os

utilitários, por terem fatores de veículo muito baixos. Dos dez trechos onde foram

realizadas contagens de tráfego, seis estavam localizados em pontos de pista simples e

quatro em pontos de pista dupla.

Tabela 20 – Porcentagem de veículos por faixa (DNIT, 2006)

Na Tabela 21 são apresentados os parâmetros utilizados para os cálculos e os

resultados do cálculo do Número N (método USACE e AASHTO) para cada um dos 10

postos de contagem.

2 (pista simples) 50%

4 (pista dupla) 35 a 48%

Número de Faixas de Tráfego na

Rodovia

Percentual de Veículos Comerciais

na Faixa de Projeto

66

Tabela 21 – Número “N”, parâmetros e resultados (Via040, 2017)

97,5 GO Simples 50% 1 1336 1821 3,5% 11,197 2,628 3,20E+07 7,51E+06

52,1 MG Simples 50% 1 1766 2407 3,5% 12,24 2,63 4,63E+07 9,95E+06

153,25 MG Simples 50% 1 1596 2175 3,5% 9,225 2,211 3,15E+07 7,56E+06

260,47 MG Simples 50% 1 1446 1971 3,5% 10,715 2,591 3,32E+07 8,02E+06

352,53 MG Simples 50% 1 1588 2164 3,5% 12,381 2,876 4,21E+07 9,78E+06

407,65 MG Simples 50% 1 1572 2142 3,5% 12,283 2,863 4,13E+07 9,63E+06

574,6 MG Dupla 40% 1 5157 7029 3,5% 3,897 1,17 3,87E+07 1,16E+07

644,77 MG Dupla 40% 1 3347 4562 3,5% 5,216 1,754 2,99E+07 1,01E+07

708,65 MG Dupla 40% 1 3897 5311 3,5% 3,909 1,105 2,61E+07 7,37E+06

769 MG Dupla 40% 1 3105 4232 3,5% 3,762 1,085 2,00E+07 5,77E+06

N AASHTO

(10 anos)

VDMa

Comercial

VDMa Comercial

(10 anos)

Taxa de

crescimentoFV USACE

FV

AASHTO

N USACE

(10 anos)

Fator

Regional

Climático

km UFTipo de

Pista

% Veículos na

faixa de projeto

67

4 CARACTERIZAÇÃO DOS TRECHOS HOMOGÊNEOS DA

RODOVIA EM ESTUDO

4.1 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO

4.1.1 Janelas de Inspeção e Ensaios

As sondagens realizadas nas pistas e acostamentos visam o conhecimento da

natureza, tipo e características dos materiais constituintes das camadas do pavimento, de

modo a permitir a caracterização da capacidade de suporte da estrutura, a determinação

das espessuras que constituem cada camada do pavimento, bem como a verificação da

integridade das mesmas.

A abertura de janelas de inspeção permite recolher amostras dos materiais

constituintes das camadas do pavimento para a realização de ensaios in situ, tais como de

densidade e umidade, e ensaios em laboratório, tais como a granulometria, índices físicos,

densidade, umidade, capacidade suporte (ISC), expansão e ensaios triaxiais de carga

repetida. Foram abertas janelas de inspeção nos trechos em estudo, e, com isso pôde-se

determinar as espessuras de cada camada constituinte do pavimento (em cm), assim como

a classificação expedita de campo dos materiais (Figura 19). Foram recolhidos materiais

da camada de base para ensaios laboratoriais. Na Tabela 22 são apresentados os resultados

de ensaios realizados nos materiais da camada de base.

Para realização dos ensaios de laboratório, corpos de prova foram moldados na

umidade ótima com os materiais recolhidos em campo das janelas de inspeção. Observa-

se que o valor do ISC dos trechos 3, 5, 6, 7 da camada de base ficou abaixo do mínimo

estabelecido nas especificações de serviço de base granular do DNIT que é de 80% para

tráfego médio a pesado.

68

Figura 19 - Identificação das espessuras (cm) e materiais das camadas do pavimento referente as treze

UAs em estudo nesta pesquisa

69

Tabela 22 – Resultados dos ensaios realizados com os materiais da camada de base dos trechos desta pesquisa (Via040, 2016)

1 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13

107,000 84,000 338,000 407,650 574,600 644,770 631,550 708,650 728,500 769,000 743,450

1 1/2 " 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

1 " 92,91 100,00 95,86 100,00 100,00 100,00 94,29 100,00 94,72 97,56 100,00

3/4 " 90,61 99,09 90,64 94,84 96,54 86,93 92,25 89,79 90,18 94,88 100,00

1/2 " 83,93 93,35 75,13 89,84 93,41 69,91 86,64 76,88 78,49 94,88 100,00

3/8 " 80,82 86,94 66,53 78,37 88,41 61,59 81,48 64,34 71,65 91,30 98,91

nº 4 70,93 71,25 58,19 56,59 71,61 48,47 67,65 37,72 51,75 90,39 95,09

nº 8 69,93 68,24 51,99 43,29 53,70 38,06 55,55 29,86 37,67 79,26 84,60

nº 10 67,80 67,97 51,11 41,13 50,56 36,62 53,99 29,05 35,90 74,93 81,52

nº 16 67,67 67,42 47,81 33,85 42,67 32,00 48,88 27,19 29,76 63,66 71,15

nº 30 63,84 66,54 43,29 26,46 37,06 27,53 42,90 21,80 22,26 46,98 52,63

nº 40 62,06 65,99 40,13 23,39 34,71 24,85 39,31 17,17 17,88 38,44 42,60

nº 50 60,33 65,37 37,09 20,95 32,76 21,90 36,08 13,36 13,48 31,81 34,29

nº 80 58,94 64,46 34,16 18,89 30,23 17,93 31,98 10,68 5,67 31,81 27,93

nº 100 57,52 62,32 30,53 17,30 28,74 15,15 29,01 8,92 2,85 22,67 23,39

nº 200 54,49 53,11 27,11 14,73 24,09 11,12 22,49 6,72 0,03 18,47 19,61

Cascalho

Laterítico

Cascalho de

QuartzoBica Corrida

Brita

Graduada

Canga de

Minério

Brita

Graduada

Canga de

Minério

Brita

Graduada

Brita

Graduada

Areia com

Cascalho

Areia com

Cascalho

LL 50,00% NL 22,00% NL NL NL NL NL NL NL NL

IP 18,81% NP 6,57% NP NP NP NP NP NP NP NP

LP 31,19% NP 15,43% NP NP NP NP NP NP NP NP

8 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0

A-7-5 A-4 A-2-4 A-1-a A-1-b A-1-a A-2-4 A-1-a A-1-b A-1-b A-1-b

Dens. seca máx (g/cm³) 2,022 2,180 2,163 2,080 3,060 2,275 2,433 2,262 2,141 2,120 2,139

Umidade ótima (%) 17,45% 6,82% 7,02% 7,90% 6,00% 6,00% 8,90% 5,10% 6,10% 7,60% 7,07%

Umidade natural (%) 12,70% 6,67% 6,91% 5,80% 7,90% 6,12% 5,80% 2,83% 5,47% 6,13% 6,29%

Dens. seca máx (g/cm³) 2,010 2,120 2,164 2,117 3,007 2,240 2,433 2,217 2,132 2,136 2,132

Grau de Compac. (%) 99,44% 97,12% 100,00% 101,76% 98,30% 98,00% 93,00% 98,00% 99,60% 100,70% 100,00%

17,45% 6,82% 7,02% 7,90% 6,00% 6,00% 8,90% 5,10% 6,10% 7,60% 7,07%

2,022 2,180 2,163 2,080 3,060 2,275 2,433 2,262 2,141 2,120 2,139

121% 26% 76% 30% 75% 90% 105% 213% 133% 90% 93%

0,00% 0,01% 0,04% 0,06% 0,00% 0,00% 0,02% 0,00% 0,00% 0,04% 0,00%

Trecho

kmG

ran

ulo

met

ria

Pen

eira

s

Material

(Sondagem)

Limites

Físicos

I.G.

H.R.B.

Com

pact

açã

o

Lab

Cam

po

I.S

.C.

Umidade ótima (%)

Dens. seca máx (g/cm³)

I.S.C. (%)

Expansão (%)

70

4.1.2 Levantamento Deflectométrico

O levantamento deflectométrico foi realizado com o emprego do Falling Weight

Deflectometer Dynatest 8000 (FWD), que é um deflectômetro de impacto projetado para

simular o efeito de cargas de roda em movimento. As medidas de deflexão foram

realizadas conforme orienta a norma DNER-PRO 273/96.

O mapeamento da condição deflectométrica ocorreu em junho de 2017 da

seguinte forma: em cada um dos treze trechos selecionados para esta pesquisa, foram

realizados cinco pontos de ensaio com o FWD, equidistantes em 100 m, um ponto no

centro do trecho e dois antes e dois depois do ponto central, nas trilhas de roda externas,

com aplicação de uma carga com valores próximos a 4100 kgf ou 40,2 kN distribuídos

em uma placa de carga com 15 cm de raio e pressão média de 56 kPa. Ocorreu de, em

alguns trechos, serem descartadas algumas leituras das bacias deflectométricas devido a

problemas no levantamento. As medidas de deflexão para cada trecho desta pesquisa

estão na Tabela 23, onde são apresentadas a deflexão máxima média, o desvio padrão e a

deflexão característica. Optou-se pela não utilização do fator multiplicador do desvio

padrão indicado pela PRO-11/79, visto a utilização de poucas bacias por trecho estudado

e a não correção das deflexões pela temperatura, por não ser um processo trivial e as

temperaturas do pavimento estarem todas em uma faixa razoavelmente estreita, e

relativamente próxima de 25ºC.

Tabela 23 – Resumo das medidas de deflexão com FWD dos trechos analisados nesta pesquisa

km

inicial

km

finalAr Pavimento Média Desvio Dc

1 106,800 107,200 GO 26 20 50,8 2,8 53,6

2 51,865 52,265 MG 30 28 6,9 0,2 7,1

3 83,800 84,200 MG 31 30 45,8 7,2 53,0

4 153,050 153,450 MG 29 25 18,9 9,9 28,8

5 337,800 338,200 MG 20 25 76,9 3,2 80,0

6 407,450 407,850 MG 30 25 51,3 11,4 62,7

7 574,400 574,800 MG 22 29 37,7 9,4 47,1

8 644,570 644,970 MG 18 25 58,9 13,8 72,7

9 631,350 631,750 MG 32 38 128,6 22,5 151,2

10 708,450 708,850 MG 14 21 17,2 2,5 19,7

11 728,300 728,700 MG 14 22 25,9 4,5 30,4

12 768,800 769,200 MG 11 19 110,0 26,9 136,9

13 743,250 743,650 MG 19 26 103,2 19,3 122,5

Deflexão

(0,01 mm)UFTrecho

Segmento HomogêneoTemperatura

(°C)

71

Ressalta-se que as deflexões de todos os trechos foram avaliadas em relação as

obtidas em campanhas de levantamento anteriores (2015 e 2016). Note que a deflexão no

Trecho 2 apresenta um valor muito baixo, a princípio questionável. Entretanto, o valor

foi confirmado através dos levantamentos anteriores, que também apresentaram deflexão

com a mesma ordem de grandeza.

4.1.3 Parâmetros das Bacias Deflectométricas de Campo

Com a média das bacias deflectométricas, foi realizada análises dos parâmetros

de capacidade estrutural de cada trecho, de forma a obter uma melhor indicação das

propriedades das camadas dos pavimentos na condição de campo à época dos

levantamentos.

Para o raio de curvatura (RC), a norma DNER-PRO 011/79 estabelece que, para

pavimentos flexíveis, raios menores que 100,0 m indicam pavimentos com baixa

capacidade estrutural.

Na Figura 20 pode-se observar os raios de curvatura (RC) médios de cada trecho

em estudo. Para melhor visualização limitou-se o eixo das ordenadas a um RC máximo

de 1000 m, visto que o único trecho que extrapola esse valor é trecho 2, que possui RC

de 2121 m, devido a sua base estabilizada com cimento. O valor do D25 foi obtido através

de interpolação linear entre os valores de D20 e D30, considerando que a interpolação, que

é a capacidade de deduzir um valor entre dois valores explicitamente anunciados, seja

válida neste caso.

Dos 13 trechos em estudo, 3 trechos (9, 12 e 13) obtiveram valores de RC menores

que 100 m, indicando pavimentos com baixa capacidade estrutural. ANDRADE et al.

(2017) concluíram que o RC reflete a natureza das bases. No presente trabalho, o trecho

2 apresentou RC maior que 2000 m, os trechos 4 e 10 apresentaram RC maiores que 700

m e os trechos 7 e 11 RC maiores de 300 m, nestes cinco trechos, foram identificadas

pelas janelas de inspeção, uma estrutura de pavimento semirrígido, com base ou sub-base

estabilizada com cimento. A partir disto, pelos dados desta pesquisa, acredita-se que o

RC seja capaz de indicar uma estrutura semirrígida, constituída por base ou sub-base

estabilizada quimicamente.

72

Figura 20 – Valores médios do RC referente a cada trecho estudado nesta pesquisa

Os trechos 1, 3, 5, 6 e 8, apresentaram RC entre 127 m e 237 m, que de acordo

com ANDRADE et al. (2017), refletem camadas de base granular, com estruturas com

boa capacidade em distribuir os esforços solicitantes para as camadas subjacentes.

Para o índice de curvatura da superfície (SCI), valores superiores a 25×10-2mm

indicam que a camada de revestimento é pouco resistente ou é de pequena espessura,

sendo muito deformável, relativamente a outras misturas asfálticas ou condições de

integridade (sem trincas ou com muito poucas). Na Figura 21 pode-se ver os resultados

médios dos cálculos do SCI por trecho deste estudo.

Figura 21 – Valores médios do SCI referente a cada trecho estudado nesta pesquisa

237 221

714

127

203

305

186

79

706

307

88 94

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Rai

o d

e C

urv

atu

ra (m

)

Trechos

RC (m)

100 m (PRO 11)

2121

17,8

1,7

20,6

6,2

33,7

22,9

14,9

23,4

55,3

5,7

13,0

51,4

45,2

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

SCI (

0,0

1 m

m)

Trechos

SCI (0,01 mm)

25x10-2 (mm)

73

Analisando a Figura 21, verifica-se que dos 13 trechos estudados, 4 trechos (5, 9,

12 e 13) apresentaram valores de SCI maiores que 25x10-2 mm, o que indica camadas de

revestimento asfáltico pouco resistentes. Destacam-se também 3 trechos (2, 4 e 10) com

valores de SCI abaixo de 10x10-2 mm, sendo esses os mesmos trechos que apresentaram

valores de RC maiores que 700 m.

Figura 22 – Valores médios do BDI referente a cada trecho estudado nesta pesquisa

Figura 23 – Valores médios do BCI referente a cada trecho estudado nesta pesquisa

17,6

1,5

15,4

5,9

24,5

15,313,9

20,4

53,2

4,76,3

42,640,4

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

BD

I (0

,01

mm

)

Trechos

BDI (0,01 mm)

40x10-2 (mm)

6,1

0,6

2,92,2

6,9

4,13,4

5,1

8,4

1,81,1

6,4

7,6

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

BC

I (0

,01

mm

)

Trechos

BCI (0,01 mm)10x10-2 (mm)

74

Para o índice de danos na base (BDI), valores de BDI superiores a 40×10-2 mm

indicam pavimentos pouco resistentes ou pavimentos com problemas estruturais. Na

Figura 22 pode-se observar os resultados médios do BDI das bacias deflectométricas

referentes a cada trecho estudado. Os trechos 9, 12 e 13, mostram-se com valores de BDI

superiores a 40𝑥10−2 𝑚𝑚, indicando possíveis problemas estruturais.

Para o índice de curvatura da base (BCI), valores superiores a 10×10-2mm indicam

subleitos pouco resistentes. Na Figura 23 são apresentados os resultados médios dos BCI

para os trechos desta pesquisa. Observa-se que todos os valores são inferiores a

10𝑥10−2 𝑚𝑚, o que indica que os subleitos são adequados estruturalmente.

Na Tabela 24 é apresentado o resumo da classificação da condição estrutural dos

pavimentos em função dos parâmetros empíricos (RC, SCI, BDI e BCI) de interpretação

da bacia de deflexão. O trecho 5 indicou problemas no revestimento asfáltico e nos

trechos 9, 12 e 13 é indicado que a deficiência da estrutura se estende pelo menos até a

camada de base.

Tabela 24 – Resumo da classificação da condição estrutural dos pavimentos em função dos parâmetros de

interpretação da bacia de deflexão

RC

(Estrutura do

Pavimento)

SCI

(Revestimento)

BDI

(Base)

BCI

(Subleito)

1 Adequado Adequado Adequado Adequado Boa Condição




5 AdequadoPossível Problema

no RevestimentoAdequado Adequado Reforço




9Possível Problema

Estrutural

Possível Problema

no Revestimento

Possível Problema

na BaseAdequado Reforço



12Possível Problema

Estrutural

Possível Problema

no Revestimento

Possível Problema


13Possível Problema

Estrutural

Possível Problema

no Revestimento

Possível Problema


Trecho

ClassificaçãoObservação

(Condição da

Estrutura)

75

4.2 AVALIAÇÃO FUNCIONAL DO PAVIMENTO

4.2.1 Índice de Irregularidade Longitudinal (IRI)

Em 25 de abril a 06 de maio de 2017 foram realizados levantamentos das medidas

de irregularidade longitudinal pela empresa Pavesys Engenharia, contratada pela Via040.

O equipamento utilizado foi um perfilômetro a laser, que foi desenvolvido e montado no

Brasil com o uso de componentes importados. O equipamento utilizado tinha 5 sensores

laser e é capaz de realizar as medições no período diurno e noturno à frequência de

aproximadamente 4000 medidas por segundo. A velocidade de deslocamento do veículo

pode variar durante as medições e não há um limite superior. Foram calculadas as médias

do IRI por trecho e o IRI característico (IRIc) é obtido pela soma do IRI médio mais um

desvio padrão, apresentados na Tabela 25. As leituras foram realizadas em espaçamentos

de 200 m.

Os valores característicos de IRI obtidos para os trechos do presente estudo,

apresentou-se como ruim para o trecho 9, regular para os trechos 10, 11 e 13 e bom para

os demais trechos de acordo com os critérios apresentados na Tabela 7.

Tabela 25 – Resumo das medidas de irregularidade longitudinal dos trechos analisados nesta pesquisa

km

inicial

km

finalMédia Desvio IRIc

Classificação

IRIc

1 106,800 107,200 2,0 0,5 2,5 Bom

2 51,865 52,265 1,9 0,2 2,1 Bom

3 83,800 84,200 2,3 0,2 2,5 Bom

4 153,050 153,450 1,8 0,3 2,1 Bom

5 337,800 338,200 2,0 0,1 2,1 Bom

6 407,450 407,850 2,1 0,4 2,5 Bom

7 574,400 574,800 2,2 0,6 2,8 Bom

8 644,570 644,970 2,0 0,2 2,2 Bom

9 631,350 631,750 3,5 0,9 4,4 Ruim

10 708,450 708,850 2,6 0,7 3,3 Regular

11 728,300 728,700 2,7 0,6 3,3 Regular

12 768,800 769,200 2,3 0,3 2,6 Bom

13 743,250 743,650 2,6 0,6 3,2 Regular

Trecho

Segmento HomogêneoIRI

(m/km)

76

4.2.2 Área de Trincamento

O conhecimento da área trincada nos pavimentos é importante para elaboração de

diagnóstico, dimensionamento por métodos mecanicistas e utilização do catálogo de

soluções de manutenção para pavimentos flexíveis do DNIT. No Brasil, até o momento,

a área de trincamento é obtida normalmente pela norma DNIT 007/2003-PRO, sendo

determinado o trincamento de forma amostral.

No presente estudo o levantamento da área de trincamento dos trechos foi

realizado por Levantamento Visual Contínuo Informatizado (LVCI) pelo Método da

Varredura, procedimento exposto no item 2.1.1. O levantamento foi realizado pela

empresa ENGGEOTECH Ltda. Os resultados da avaliação do estado da superfície dos

pavimentos são apresentados de forma contínua em segmentos com espaçamentos pré-

definidos em uma planilha eletrônica. Cada linha da planilha corresponde a um segmento

com a extensão pré-definida. As colunas da planilha indicam os dados da rodovia e os

parâmetros levantados com suas respectivas quantidades. As planilhas do LVCI de todos

os trechos desta pesquisa são apresentadas no ANEXO I.

Figura 24 – Exemplo de apresentação do LVCI pelo Método da Varredura com uso de vídeo registro e

indicação dos defeitos em sincronia com as imagens e plani-altimetria do trecho 13 desta pesquisa

77

Deve-se apresentar também o vídeo registro em sincronia com os dados

levantados, através de um sistema de visualização. Na Figura 24 é apresentado o LVCI

através do software HoleHunter 4.0 desenvolvido pela empresa ENGGEOTECH Ltda.,

onde são indicados os defeitos em sincronia com as imagens. No ANEXO II são

apresentadas as telas do HoleHunter 4.0 juntamente com a imagem característica da

condição do pavimento de todos os trechos estudados nesta pesquisa.

Na Tabela 26 apresenta-se um resumo referente à área trincada dos trechos. O

levantamento conta as áreas e porcentagens das trincas tipo 2 (TR2) e tipo 3 (TR3), e as

trincas totais (TRT), utilizadas nas análises da condição dos trechos, foram obtidas pela

soma de TR2 e TR3.

O critério de fadiga admitido pelo método MeDiNa para a presente rodovia,

caracterizada como um sistema arterial principal, visto ser uma rodovia interestadual de

alto tráfego, é de 30% de área trincada. A partir dos dados da Tabela 26 vê-se que 5 dos

13 trechos apresenta vida útil comprometida pelo critério apresentado e apenas 1 trecho

apresenta percentual de trincamento menor que 10%. O percentual de área trincada

auxiliou também nos processos de retroanálises, indicando trechos que apresentavam suas

camadas de revestimento com rigidez comprometidas.

Tabela 26 – Resumo das medidas de área trincada dos trechos analisados nesta pesquisa

km

inicial

km

final(m²) (%) (m²) (%) (m²) (%)

1 106,800 107,200 148,0 10,0% 0,0 0,0% 148,0 10,0%

2 51,865 52,265 265,0 17,9% 0,0 0,0% 265,0 17,9%

3 83,800 84,200 243,3 16,4% 0,0 0,0% 243,3 16,4%

4 153,050 153,450 255,5 17,3% 0,0 0,0% 255,5 17,3%

5 337,800 338,200 551,3 37,2% 0,0 0,0% 551,3 37,2%

6 407,450 407,850 350,0 23,6% 70,0 4,7% 420,0 28,4%

7 574,400 574,800 325,0 22,0% 150,0 10,1% 475,0 32,1%

8 644,570 644,970 305,0 20,6% 24,5 1,7% 329,5 22,3%

9 631,350 631,750 630,0 42,6% 43,8 3,0% 673,8 45,5%

10 708,450 708,850 203,0 13,7% 0,0 0,0% 203,0 13,7%

11 728,300 728,700 47,3 3,2% 0,0 0,0% 47,3 3,2%

12 768,800 769,200 470,0 31,8% 135,0 9,1% 605,0 40,9%

13 743,250 743,650 332,0 22,4% 178,0 12,0% 510,0 34,5%

Trecho

Segmento Homogêneo Trincas Classe 2 Trincas Classe 3 Trincas Totais

78

Através dos resultados das porcentagens de trincas apresentado em cada trecho

em estudo nesta pesquisa, verificou-se a existência de uma possível correlação linear

existente entre a porcentagem de trincas totais e o parâmetro SCI, que tem sua proposta

em refletir as características de rigidez do revestimento. Pela Figura 25 foi determinado

bom coeficiente de determinação (R²) entre os parâmetros analisados.

Figura 25 – Correlação linear entre porcentagem de trincas e SCI

4.3 TRÁFEGO DOS TRECHOS EM ESTUDO

A partir do estudo de tráfego realizado pela concessionária Via040, apresentado

no item 3.3.3, será relacionado a cada um dos treze trechos da presente pesquisa o número

“N” obtido pelo método da USACE, para o período de projeto de 10 anos e taxa de

crescimento do tráfego de 3,5% ao ano.

Para enquadrar os trechos em estudo nesta pesquisa, no catálogo de soluções para

pavimentos flexíveis do DNIT, descobrindo qual a solução indicada para cada trecho, é

necessário que se tenha exclusivamente o volume médio de tráfego comercial atual da

rodovia (VDMc), sendo esse um dos parâmetros de entrada no catálogo do DNIT. No

VDMc desconsidera-se o volume de tráfego de motos e carros de passeio. Na Tabela 27

são apresentados o VDMc e o número “N” de 2017, bem como o número “N” referente

ao período de projeto de 10 anos.

R² = 0,6583

0%

10%

20%

30%

40%

50%

0 20 40 60

Tri

ncas

To

tais

(%

)

SCI (0,01 mm)

79

Tabela 27 – Relação dos trechos da presente pesquisa com seu respectivo VDM comercial e o “N” pelo

método USACE

4.4 ENQUADRAMENTO NO CATÁLOGO DE SOLUÇÕES DE MANUTENÇÃO

PARA PAVIMENTOS FLEXÍVEIS DO DNIT

A matriz de soluções do catálogo do DNIT, já apresentada no item 2.5.3 do

presente trabalho, deve ser analisada a partir da correspondência entre os parâmetros de

tráfego, os parâmetros deflectométricos, e os parâmetros funcionais apresentados pelos

trechos deste estudo.

Ao se enquadrar os dados dos trechos desta pesquisa no catálogo de soluções de

manutenção para pavimentos flexíveis do DNIT (2015), resultaram as soluções indicadas

na Tabela 28.

km

inicial

km

final

1 106,800 107,200 1336 2,73E+06 3,20E+07

2 51,865 52,265 1766 3,95E+06 4,63E+07

3 83,800 84,200 1766 3,95E+06 4,63E+07

4 153,050 153,450 1596 2,69E+06 3,15E+07

5 337,800 338,200 1588 3,59E+06 4,21E+07

6 407,450 407,850 1572 3,52E+06 4,13E+07

7 574,400 574,800 5157 3,30E+06 3,87E+07

8 644,570 644,970 3347 2,55E+06 2,99E+07

9 631,350 631,750 3347 2,55E+06 2,99E+07

10 708,450 708,850 3897 2,22E+06 2,61E+07

11 728,300 728,700 3897 2,22E+06 2,61E+07

12 768,800 769,200 3105 1,71E+06 2,00E+07

13 743,250 743,650 3105 1,71E+06 2,00E+07

TrechoN USACE

(2017)

Segmento

HomogêneoVDMa

Comercial

(2017)

N USACE

(10 anos)

80

Tabela 28 – Solução proposta pelo catálogo do DNIT para os segmentos homogêneos desta pesquisa

As soluções encontradas no catálogo do DNIT são descritas abaixo.

• Trecho 1: Reforço estrutural em concreto asfáltico com 4,0 cm de espessura;

• Trecho 2: Fresagem parcial descontínua, de 5cm de espessura nas áreas trincadas

com reposição de 5cm em concreto asfáltico + Micro revestimento asfáltico a frio;


com reposição de 5cm em concreto asfáltico + Reforço estrutural em concreto

asfáltico com 4,0 cm de espessura;


com reposição de 5cm em concreto asfáltico + Micro revestimento asfáltico a frio;









asfáltico modificado por polímero com 4,0 cm de espessura;

km inicial km final

1 106,800 107,200 GO 1336 1,1 3,8 11% H4

2 51,865 52,265 MG 1766 0,2 1,9 18% FSp + MICRO

3 83,800 84,200 MG 1766 1,2 2,3 16% FSp + H4

4 153,050 153,450 MG 1596 0,6 1,8 17% FSp + MICRO

5 337,800 338,200 MG 1588 1,7 2,0 37% FSp + H7

6 407,450 407,850 MG 1572 1,3 2,1 28% FSp + H4

7 574,400 574,800 MG 5157 1,0 2,2 32% FSp + Hpol4

8 644,570 644,970 MG 3347 1,5 2,0 22% FSp + Hpol4

9 631,350 631,750 MG 3347 3,1 3,5 46% REC6

10 708,450 708,850 MG 3897 0,4 2,6 14% FSp + TSDpol + Hpol4

11 728,300 728,700 MG 3897 0,6 2,7 3% Hpol4

12 768,800 769,200 MG 3105 2,6 2,3 41% FSp + Hpol10

13 743,250 743,650 MG 3105 2,3 2,6 34% REC4

TrechoSegmento Homogêneo

UF Catálogo DNITVDMcDc/

DadmIRI

TR

Total

81




• Trecho 9: Reconstrução, no cenário 6, onde é indicado reforço de subleito com

espessura de 20cm em solo, sub-base em BGS com espessura de 20cm, base em

BGTC com espessura de 20cm, camada antirreflexo de trincas em tratamento

superficial duplo com espessura de 2 cm e revestimento em CBUQ modificado

por polímero com espessura de 12,5cm;


com reposição de 5cm em concreto asfáltico + Tratamento superficial duplo com

emulsão modificada por polímero + Reforço estrutural em concreto asfáltico

modificado por polímero com 4,0 cm de espessura;

• Trecho 11: Reforço estrutural em concreto asfáltico modificado por polímero com

4,0 cm de espessura;




• Trecho 13: Reconstrução, no cenário 4, onde é indicado reforço de subleito e sub-

base em solo com espessuras de 20cm, base em BGS com espessura de 20 cm e

revestimento em CBUQ com 10 cm de espessura.

A determinação do catálogo de soluções para pavimentos flexíveis do DNIT usou

como base as normas DNER-PRO 11/79, DNER-PRO 159/85 e DNER-PRO 269/94 e o

parâmetro de entrada referente a estrutura do pavimento é a razão entre a deflexão

característica e a deflexão admissível obtida conforme a PRO11/79. Assim, acredita-se

que a deflexão característica admitida no catálogo seja fruto de medições através da viga

Benkelman (VB). Os dados de deflexão obtidos nesta pesquisa foram levantados com

equipamento FWD, com determinação da bacia deflectométrica e não apenas a deflexão

máxima. Há diversas correlações para “transformação” da deflexão obtida por FWD para

VB, porém, não há um consenso de qual correlação usar, pois evidentemente esta varia

com o nível das deflexões, ou seja, varia com a própria estrutura do pavimento. A

correção indicada em algumas referências diz respeito somente à deflexão máxima, como

foi utilizada a bacia deflectométrica completa para retroanálise, preferiu-se não utilizar

nenhuma correlação para transformação das deflexões obtidas por FWD para VB, visto

82

que a utilização do catálogo se limitou a um enquadramento das decisões de soluções a

serem verificadas a cada trecho estudado.

Apesar da decisão da não utilização de correlações FWD x VB, houve a

preocupação de verificar se as soluções indicadas pelo catálogo do DNIT mudariam a

ponto de serem enquadradas soluções que atenderiam a vida útil de 10 anos indicada. Foi

verificado quais as soluções seriam indicadas pelo catálogo do DNIT utilizando a

deflexão característica obtida através dos dados do levantamento FWD “transformada”

para VB, no entanto, foi visto que apenas 3 trechos (Trechos 1, 6 e 8) teriam sua solução

alterada devido a modificação da deflexão característica. Em 10 trechos, a solução

indicada pelo catálogo do DNIT ao utilizar a deflexão característica “transformada” de

FWD para VB não foi diferente da obtida ao se utilizar a deflexão característica do

levantamento FWD. Isso se deu devido a faixa de valores abrangido pela razão entre a

deflexão característica pela deflexão admissível admitida para determinação das soluções

indicadas no catálogo. Assim, utilizou-se a correlação indicada em PINTO (1991) para a

carga média do FWD de 38,4 kN (valor aproximado da soma das cargas por roda do semi-

eixo de rodas duplas), como indicado na Equação 12 para verificar o enquadramento no

catálogo.

𝐷𝑉𝐵 = −5,73 + 1,396𝐷𝐹𝑊𝐷 (12)

O trecho 1, teve sua solução alterada de reforço estrutural em concreto asfáltico

com 4 cm de espessura (H4) para, fresagem parcial descontínua de 5 cm de espessura nas

áreas trincadas com reposição de 5 cm em concreto asfáltico + Tratamento superficial

duplo (camada antirreflexo de trincas) + Reforço estrutural em concreto asfáltico com 5

cm de espessura (FSp+TSD+H5).

O trecho 6 teve a solução alterada de fresagem parcial descontínua, de 5 cm de

espessura nas áreas trincadas com reposição de 5 cm em concreto asfáltico + Reforço

estrutural em concreto asfáltico com 4 cm de espessura (FSp + H4) para, fresagem parcial

descontínua de 5 cm de espessura nas áreas trincadas com reposição de 5 cm em concreto

asfáltico + Reforço estrutural em concreto asfáltico com 7 cm de espessura (FSp + H7).

Já no trecho 8, a solução foi alterada de fresagem parcial descontínua de 5 cm de

espessura nas áreas trincadas com reposição de 5 cm em concreto asfáltico + Reforço

estrutural em concreto asfáltico modificado por polímero com 4 cm de espessura

83

(FSp+Hpol4) para, fresagem parcial descontínua de 5 cm de espessura nas áreas trincadas

com reposição de 5 cm em concreto asfáltico + Reforço estrutural em concreto asfáltico

modificado por polímero com 8 cm de espessura (FSp+Hpol8).

Todos os 3 trechos tiveram sua espessura do reforço aumentada, porém mesmo

assim, as soluções indicadas não atingiram a vida útil de 10 anos indicada pelo catálogo,

sendo isto mostrado na tentativa de dimensionamento da camada de reforço, onde nos 3

trechos foi atingido a espessura máxima de reforço de 15 cm, espessura maior que as

indicadas, sem que se atingisse a vida útil de projeto.

Com a determinação das soluções de manutenção indicadas pelo catálogo de

soluções do DNIT, a cada um dos treze trechos em estudo nesta pesquisa apresentados na

Tabela 28, foram determinados por retroanálise os módulos de elasticidade de cada

camada da estrutura do pavimento, e posteriormente, munidos dos módulos, será

verificada a vida útil de projeto para cada solução indicada, verificando se a solução

admitida realmente atende a vida útil indicada.

84

5 DIMENSIONAMENTO PELO MEDINA

5.1 RETROANÁLISE

Uma questão de grande relevância a ser considerada na metodologia de projeto de

reforço com uso de retroanálise é a escolha da bacia de deflexão para a determinação dos

módulos das camadas no segmento homogêneo que se analisa. É fato que existe certa

variabilidade das deflexões medidas, mesmo em bacias do mesmo segmento homogêneo,

e os fatores que proporcionam essa variabilidade são: a heterogeneidade do material da

camada e de sua espessura, os decorrentes do procedimento de ensaio (contato da placa

de carga do deflectômetro com a superfície do pavimento, por exemplo) e da acurácia

decorrente do equipamento (MEDINA e MOTTA, 2015).

A retroanálise se caracteriza pelo melhor ajuste entre a bacia medida em campo e

a calculada com o auxílio de um programa computacional, e como critério de aceitação

dos resultados obtidos buscou-se o menor erro possível entre as comparações destas duas

condições (campo e cálculo).

Basicamente, os dados de entrada do processo de retroanálise são: a carga aplicada

no pavimento, a bacia deflectométrica medida em campo, as temperaturas do ar e

pavimento durante o ensaio, seção-tipo do pavimento, coeficientes de Poisson e valores

modulares iniciais para cada camada da estrutura.

Os coeficientes de Poisson (Tabela 29) e os valores iniciais de módulos de

elasticidade (Tabela 30) adotados para os materiais utilizados nas camadas dos

pavimentos seguiram as recomendações da instrução de projeto de pavimentação do

DER-SP (2006).

Tabela 29 - Coeficiente de Poisson usuais para materiais de pavimentação (DER-SP, 2006)

85

Tabela 30 – Módulos de resiliência ou elasticidade usuais para materiais de pavimentação (DER-SP,

2006)

O software de retroanálise BackMeDiNa apresenta uma interface bastante

simples. Os dados são inseridos no programa por um arquivo (Excel®). Na Figura 26 é

exemplificado o modelo da planilha que deve ser salva com extensão CSV. Na linha 1 é

sinalizado ao programa que o arquivo é do BackMeDiNa - módulo retroanálise, na linha

2 é inserido o nome da seção homogênea para identificar os dados dos ensaios, na linha

3 entra-se com o raio do carregamento aplicado pelo equipamento no pavimento, já na

linha 4 estão os títulos dos dados a ser inseridos e a partir da linha 5 são inseridos dados

de até 100 bacias de um mesmo segmento homogêneo.

A partir da linha 5 as colunas são preenchidas com as seguintes informações:

− coluna A, data do ensaio,

− coluna B, temperatura do ar no instante do ensaio,

− coluna C, temperatura do pavimento no instante do ensaio,

− coluna D, carga aplicada no pavimento pelo impacto do FWD no ensaio,

− coluna E, estaca localizando o ponto do ensaio,

86

− coluna F, complemento da estaca em metros,

− coluna G, faixa do pavimento que ocorreu o ensaio,

− coluna H, trilha do pavimento que ocorreu o ensaio, e

− colunas I a Q, dados da bacia levantados por FWD.

Figura 26 – Modelo de planilha para entrada dos dados no software BackMeDiNa, exemplo referente ao

trecho 1 da desta pesquisa

Após importação do arquivo Excel para o software BackMeDiNa, informa-se a

estrutura do pavimento, o módulo de elasticidade inicial para cada camada, o coeficiente

de Poisson e escolhe-se a aderência das camadas da estrutura (aderido e não aderido). A

seguir, de forma iterativa, a partir de análise elástica linear, o programa varia os valores

dos módulos em torno do valor central informado, até a obtenção do melhor ajuste da

bacia teórica em relação à bacia de campo, como visto na Figura 27 como exemplo.

Ressalta-se que nas análises realizadas na presente dissertação, foi considerado que todas

as camadas se encontravam não aderidas, por ser o critério mais crítico.

O software apresenta as diferenças referentes a cada sensor entre as deflexões

calculadas e as obtidas pelo levantamento de campo, e calcula com essas diferenças o erro

final de retroanálise. Pode-se ver ainda o gráfico com o formato das bacias, sendo a bacia

de deflexão medida em campo representada na cor azul e a bacia de deflexão calculada

representada pela cor vermelha. Depois de realizada a retroanálise, do lado esquerdo da

tela, cada ajuste é caracterizado com uma cor referente a avaliação do erro encontrado no

processo de retroanálise, sendo os erros de 0 a 5μm representados com a cor verde, erros

de 5 a 10μm representados pela cor amarela e erros maiores que 10μm pela cor vermelha.

87

No processo de retroanálise, a cada clique no botão, o programa testa todos os

intervalos possíveis de módulos de todas as camadas e, ao final, apresenta a bacia

calculada que melhor se aproxima da bacia medida, ou seja, a que apresentar o menor

erro (RMS). Assim, para uma boa retroanálise, deve-se clicar no botão retroanálise várias

vezes, até o erro (RMS) não diminuir mais, sendo este o critério de parada admitido nas

determinações de módulos desta pesquisa.

Figura 27 – Software de retroanálise BackMeDiNa, exemplo do trecho 4 desta pesquisa

Buscando conferência dos módulos retroanalisados, utilizou-se o software de

análise de tensões, deformações e deslocamentos denominado Análise Elástica de

Múltiplas Camadas (AEMC). O AEMC (ferramenta do método MeDiNa), desenvolvido

na tese de doutorado de FRANCO (2007), permite a verificação da retroanálise de forma

indireta: usando a combinação de módulos de elasticidade das camadas encontrados nas

retroanálises, são encontrados os deslocamentos verticais (deflexões) existentes na

superfície, sob ação de um carregamento específico em pontos determinados pelo usuário.

O sistema de coordenadas X, Y e Z assumido no software é o indicado na Figura 28.

88

Figura 28 – Sistema de coordenadas assumido no método MeDiNa

Na apresenta-se a tela do software AEMC, onde, na parte superior encontra-se o

quadro estrutura do pavimento com a espessura das camadas, módulos de elasticidade,

coeficiente de Poisson e aderência das camadas. Nesta pesquisa as camadas em estudo

foram classificadas como não aderidas. À esquerda da tela está o tipo de carregamento

utilizado para simular o mesmo carregamento aplicado pelo FWD, que foi o eixo simples

de 8,2t, sendo a carga da roda de 4,1t com uma pressão do pneu de 0,56MPa. À direita da

tela, no quadro pontos de análise e resultados, o eixo Y (sentido do rolamento) foi

preenchido com os mesmos pontos do levantamento do FWD (0, 20, 30, 45, 60, 90,

120cm). A seguir foram determinadas as bacias deflectométricas pelo processo indireto

de retroanálise, a partir da média dos módulos de elasticidade encontrados no

BackMeDiNa, a média mais um desvio padrão e a média menos um desvio padrão,

obtendo-se os deslocamentos verticais na coluna Uz (deslocamentos no eixo z), e assim,

determinando uma bacia deflectométrica nos mesmo pontos de aplicação do FWD. Fez-

se a comparação das bacias determinadas com os módulos de elasticidade retroanalisados,

utilizando o AEMC, com as bacias determinadas em campo.

89

Figura 29 – Tela do software AEMC (Análise Elástica de Múltiplas Camadas), exemplo do trecho 6 da

presente dissertação

Nos itens 5.1.1 a 5.1.13 são apresentadas todas as bacias deflectométricas

utilizadas na pesquisa, sendo essas bacias obtidas em campo pelo levantamento FWD, e

bacias obtidas nos processos direto de retroanálise pelo software BackMeDiNa e pelo

processo indireto de retroanálise através do software AEMC. Apresentam-se também os

módulos de elasticidade (MR) obtidos para cada bacia deflectométrica, bem como a

média dos MR das bacias do trecho, essa média dos MR foi estabelecida buscando MR

que representassem todo o segmento. As análises de desvio padrão (DP) e coeficiente de

variação (CV), tanto das bacias de deflexão levantadas em campo por FWD como dos

MR também foram apresentadas para cada um dos treze trechos da pesquisa.

Nos gráficos que apresentam as linhas de deflexão determinadas em campo e

pelos processos de retroanálise de cada trecho desta pesquisa, o eixo das ordenadas, que

representa os valores de deflexão, foi fixado com limites de 0𝑥10−2𝑚𝑚 a 160𝑥10−2𝑚𝑚,

abrangendo todos os valores de deflexão deste estudo, buscando uma sensibilidade visual

quanto à dispersão das bacias e ordem de grandeza dos seus valores.

90

O coeficiente de variação (CV) é interpretado como a variabilidade dos dados em

relação à média, e, portanto, quanto menor o CV mais homogêneo é o conjunto de dados.

Estatisticamente, os resultados que apresentam valores de CV abaixo de 15% são

considerados homogêneos, entre 15 a 30% apresentam média dispersão, e CV acima de

30% apresentam alta dispersão e dados heterogêneos (COSTA et al., 2017).

Visando verificar a coerência dos módulos de elasticidade encontrados, e verificar

as diferenças dos MR que possam existir entre uma bacia e outra, é apresentado, para

cada trecho, gráficos referentes aos parâmetros das bacias deflectométricas já citados no

item 2.2.2 da revisão bibliográfica e item 4.1.3 do capítulo de caracterização dos trechos

homogêneos da rodovia.

Com o intuito de verificar os parâmetros empíricos apresentados nesta pesquisa

referentes a rigidez da estrutura de pavimento (RC) e condições das camadas de

revestimento asfáltico (SCI), base (BDI) e do subleito (BCI), foram determinadas

correlações lineares (R) e o coeficiente de determinação (R²) das relações: deflexão

máxima (D0) e RC; MR da camada de revestimento asfáltico e SCI; MR da camada de

base e BDI; e MR do subleito e BCI.

O coeficiente de correlação linear ou coeficiente de Pearson, também chamado de

R, permite verificar o grau de associação de 2 variáveis, procurando a existência e

intensidade com a qual elas variam em conjunto. A correlação pode ser positiva, neutra

ou negativa, sendo o seu valor sempre entre -1 e 1. Quanto mais próximo de 1, maior

correlação positiva, isso implica que o aumento de uma variável acarreta o aumento da

outra, os fenômenos acontecem em simultâneo. Quanto mais próximo de -1, maior

correlação negativa, isso indica que o aumento de uma variável implica na diminuição da

outra, indicando fenômenos com ocorrência inversa. E quanto mais próximo de 0 (zero),

menor será a correlação linear. Valores a partir de 0,5 consideram-se como uma

correlação moderada, já valores de correlações acima de 0,7 indicam que os dois

fenômenos acontecem habitualmente em conjunto.

O coeficiente de determinação R² é uma medida de ajuste do modelo estatístico

em relação aos valores observados. O R² varia entre 0 e 1, indicando, em porcentagem, o

quanto o modelo explica os valores observados. Quanto maior o R², mais explicativo é o

modelo, melhor se ajusta à amostra, é medida descritiva da qualidade do ajuste obtido.

91

5.1.1 Trecho 1 - km 106,800 ao km 107,200/GO

Os módulos de elasticidade retroanalisados, as bacias de deflexão determinadas

em campo e definidas na retroanálise, tanto por seu processo direto pelo BackMeDiNa,

quanto pelo processo indireto determinado pelo AEMC para o trecho 1 desta pesquisa,

são apresentados na Tabela 31 e representados graficamente na Figura 30.

Tabela 31 – Módulos retroanalisados referentes ao trecho 1 desta pesquisa

Figura 30 – Bacias deflectométricas obtidas em campo, na retroanálise pelo BackMeDiNa e pelo método

indireto através do software AEMC, referentes ao trecho 1 desta pesquisa

CA Base

D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 12,5 cm 40 cm

Campo 50,7 42,0 32,5 23,8 14,9 9,2 6,0

Retro 51,5 40,5 32,9 23,4 16,5 8,7 5,4

Campo 52,4 44,1 34,8 26,1 16,2 10,2 6,5

Retro 53,3 42,7 35,1 25,4 18,1 9,6 5,9

Campo 54,5 43,8 35,2 25,9 16,8 10,3 6,2

Retro 54,8 43,3 35,3 25,3 18,0 9,7 6,1

Campo 47,2 38,9 31,5 24,2 15,9 9,7 5,9

Retro 47,5 38,4 31,9 23,4 17,0 9,3 5,8

Campo 49,2 41,5 31,2 22,8 13,6 7,7 5,1

Retro 50,2 39,5 31,9 22,3 15,3 7,4 4,3

2,5 1,9 1,7 1,3 1,1 0,9 0,5 517 10 24 -

5,0% 4,4% 5,0% 5,1% 7,3% 10,0% 7,9% 12,7% 9,2% 13,6% -

50,8 40,4 33,1 23,7 16,8 8,8 5,4

Campo 53,3 43,9 34,7 25,8 16,6 10,4 6,4

Retro 53,8 42,8 35,1 25,3 18,1 9,7 6,1

AEMC 53,0 42,3 34,7 25,0 17,9 9,6 6,0 -

Campo 48,3 40,2 31,4 23,3 14,4 8,5 5,5

Retro 49,0 38,9 31,8 22,7 15,9 8,1 4,9

AEMC 49,0 39,1 32,0 22,8 16,0 8,2 4,9 -

8,2

Média -

DP4315 99 194

8,8

Média +

DP3895 106 161

-

B3

B2

B1

1771044071

9,51751123757

4091 97 164 10,6

B5

B4

AEMC

Média dos Módulos de Elasticidade

DP

CV

Erro

(μm)Subleito

Retroanálise Trecho 1

Bacias de Deflexão

(0,01 mm)

Módulos de Elasticidade

(MPa)

Bacia

4021 92 218 11,6

3569 107 156 6,1

4918 114 172 6,0

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Def

lexã

o (x

0,0

1m

m)

Distância do Ponto de Aplicação da Carga (cm)

Trecho 1

CampoRetroanáliseAEMC MédiaAEMC M+DPAEMC M-DP

92

Os CV das bacias deflectométricas do trecho 1 foram menores que 15%,

constatando-se homogeneidade do trecho, sendo esta homogeneidade estendida aos MR

encontrados na retroanálise, com CV menores que 15% para os MR de cada camada,

como visto na Tabela 31. As deflexões máximas de campo variaram entre 47,2x10-2 mm

a 54,5x10-2 mm. Na Figura 30, observou-se proximidade das linhas deflectométricas do

trecho 1 e que as bacias obtidas no processo de retroanálise pelo BackMeDiNa, bem como

as bacias obtidas a partir dos MR no processo indireto de retroanálise pelo AEMC, estão

bem próximas das bacias obtidas em campo. Os MR do revestimento asfáltico variaram

entre 3569 MPa a 4918 MPa; os MR da camada de base variaram entre 92 MPa e 114

MPa e os MR encontrados para o subleito variaram entre 156 MPa e 218 MPa.

Na Figura 31 encontram-se os parâmetros estruturais empíricos: a) raio de

curvatura (RC), b) índice de curvatura da superfície (SCI), c) índice de danos na base

(BDI) e d) índice de curvatura da base (BCI), referentes a cada bacia de deflexão

determinada em campo referente ao trecho 1 desta pesquisa. Em todos os parâmetros os

resultados se mostraram adequados, isso quer dizer, não ultrapassaram o valor limite que

indica problema na estrutura do pavimento, no entanto, pelos módulos da camada de base,

era de se esperar um BDI com valores bem próximos ou superiores a 40𝑥10−2𝑚𝑚.

Na Figura 32 são apresentadas as seguintes correlações: a) D0 versus RC; b) MR

CA versus SCI; c) MR base versus BDI e d) MR subleito versus BCI. Em (a) e (b) obteve-

se alta correlação entre os parâmetros analisados, já em (c) e (d) os parâmetros analisados

obtiveram baixa correlação.

93

Figura 31 – Parâmetros das bacias deflectométrica, a) RC; b) SCI; c) BDI; e d) BCI do trecho 1 desta

pesquisa

Figura 32 – Correlações: a) D0 versus RC; b) MR CA versus SCI; c) MR base versus BDI e d) MR

subleito versus BCI, do trecho 1 desta pesquisa.

0

200

400

600

800

1000

1200

B1 B2 B3 B4 B5

Rai

o de

Cur

vatu

ra (

m) RC (m)

100m (PRO 11)

(a)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

B1 B2 B3 B4 B5

SCI (

0,01

mm

)

SCI (0,01 mm)

25x10-2 mm

(b)

0

10

20

30

40

50

60

70

B1 B2 B3 B4 B5

BD

I (0

,01

mm

)

BDI (0,01 mm)

40x10-2 mm

(c)

0

2

4

6

8

10

12

14

B1 B2 B3 B4 B5

BC

I (0

,01

mm

)

BCI (0,01 mm)

10x10-2 mm

(d)

R² = 0,8083

46

48

50

52

54

56

0 100 200 300

D0 (

0,0

1 m

m)

RC (m)(a)

R = - 0,90R² = 0,9668

3000

3500

4000

4500

5000

5500

0 10 20 30

MR

CA

(M

Pa)

SCI (0,01 mm)(b)

R = - 0,98

R² = 0,2923

80

85

90

95

100

105

110

115

120

0 5 10 15 20

MR

Base

(M

Pa)

BDI (0,01 mm)(c)

R = - 0,54 R² = 0,2607

120

140

160

180

200

220

240

0 2 4 6 8

MR

Suble

ito (M

Pa)

BCI (0,01 mm)(d)

R = - 0,51

94

5.1.2 Trecho 2 - km 51,865 ao km 52,265/MG


em campo e definidas na retroanálise, tanto por seu processo direto com BackMeDiNa,






No trecho 2 desta pesquisa, através da Figura 33 observou-se pelas linhas

deflectométricas que as bacias obtidas em campo apresentaram valores muito baixos, com

CA Base

D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 12 cm 20 cm

Campo 7,1 5,8 5,3 4,6 4,3 3,7 3,1

Retro 7,1 5,6 5,3 4,8 4,4 3,7 3,0

Campo 6,7 5,5 5,0 4,6 3,9 3,2 3,1

Retro 6,7 5,4 5,0 4,6 4,2 3,4 2,8

Campo 6,8 5,4 5,3 4,1 3,7 3,6 2,5

Retro 6,8 5,4 5,0 4,5 4,0 3,2 2,5

0,2 0,2 0,1 0,2 0,2 0,2 0,3 677 3571 39 -

2,5% 3,1% 2,7% 5,3% 6,3% 6,2% 9,8% 10,0% 14,7% 9,8% -

6,7 5,3 4,9 4,5 4,1 3,3 2,7

Campo 7,0 5,7 5,3 4,7 4,2 3,7 3,2

Retro 7,0 5,6 5,2 4,8 4,4 3,7 3,0

AEMC 6,8 5,5 5,1 4,7 4,3 3,6 2,9 -

Campo 6,7 5,4 5,1 4,2 3,7 3,3 2,6

Retro 6,7 5,3 4,9 4,4 4,0 3,1 2,5

AEMC 6,5 5,3 4,8 4,3 3,9 3,1 2,4 -

Média -

DP7718 19910 447

1,7

Média +

DP6790 27414 362

1,3

440 2,7

6767 24238 399 -

7313 20146

AEMC


B3

B2

B1

DP

CV


Bacias de Deflexão

(0,01 mm)


(MPa)

SubleitoErro

(μm)

Bacia

1,3362267296009

6979 25838 394 1,9

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Def

lexã

o (x

0,0

1m

m)


Trecho 2


95

pouca variação no decorrer do trecho, estando as bacias obtidas no processo de

retroanálise pelo BackMeDiNa, bem como as bacias obtidas a partir dos MR no processo

indireto de retroanálise pelo AEMC bem próximas das bacias obtidas em campo. O trecho

apresentou deflexões máximas de campo com valores entre 6,7𝑥10−2𝑚𝑚 a

7,1𝑥10−2𝑚𝑚. Os CV das bacias deflectométricas foram menores que 15%, constatando-

se homogeneidade do trecho, sendo esta homogeneidade estendida aos MR encontrados

na retroanálise, com CV menores que 15% para os MR de cada camada, como visto na

Tabela 32. Os MR do revestimento asfáltico encontrados na retroanálise variaram entre

6009 MPa a 7313 MPa; os MR da camada de base variaram entre 20146 MPa a 26729

MPa e os MR do subleito ficaram entre 362 MPa a 440 MPa.




determinada em campo referente ao trecho 2 desta pesquisa. Em todos os parâmetros os

resultados se mostraram adequados, isso quer dizer, não apresentaram valores que

indicam problemas estruturais no pavimento. Os MR encontrados na retroanálise se

mostraram coerentes com os parâmetros empíricos.


pesquisa

0

700

1400

2100

2800

B1 B2 B3

Ra

io d

e C

urv

atu

ra (

m) RC (m)

100 m (PRO 11)

(a)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

B1 B2 B3

SCI (

0,01

mm

)

SCI (0,01 mm)

25x10-2 mm

(b)

0

10

20

30

40

50

60

70

B1 B2 B3

BD

I (0,

01 m

m)

BDI (0,01 mm)

40x10-2 mm

(c)

0

2

4

6

8

10

12

14

B1 B2 B3

BC

I (0

,01

mm

)

BCI (0,01 mm)

10x10-2 mm

(d)

96


CA versus SCI; c) MR base versus BDI e d) MR subleito versus BCI. No trecho 2, houve

alta correlação em todas as análises.


subleito versus BCI, do trecho 2 desta pesquisa

5.1.3 Trecho 3 - km 83,800 ao km 84,200/MG





R² = 0,9423

0

1

2

3

4

5

6

7

8

2000 2050 2100 2150 2200

D0 (

0,0

1 m

m)

RC (m)(a)

R = - 0,97R² = 0,7992

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9

MR

CA

(M

Pa)

SCI (0,01 mm)(b)

R = - 0,89

R² = 0,999

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0

MR

Base

(M

Pa)

BDI (0,01 mm)(c)

R = - 1,00

R² = 0,7029

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8

MR

Suble

ito (M

Pa)

BCI (0,01 mm)(d)

R = - 0,84

97




No trecho 3 desta pesquisa, o CV das bacias deflectométricas variam de 10,8% a

17,1%, com apenas 2 geofones apresentando valores maiores que 15%, a distancias de 45

cm e 60 cm do ponto de aplicação de carga. As deflexões máximas de campo

apresentaram valores entre 36,4𝑥10−2𝑚𝑚 a 53, 1𝑥10−2𝑚𝑚. Na Figura 36 observou-se

pelas linhas deflectométricas que as bacias obtidas no processo de retroanálise pelo

BackMeDiNa, bem como as bacias obtidas a partir dos MR no processo indireto de

CA Base

D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 12 cm 30 cm

Campo 40,1 34,7 22,3 12,6 8,1 6,2 5,1

Retro 41,9 30,4 23,1 14,8 9,5 4,7 3,2

Campo 36,4 30,1 20,2 12,3 8,0 5,6 4,5

Retro 37,5 27,3 20,9 13,6 9,0 4,7 3,2

Campo 53,1 40,8 28,6 18,8 11,3 7,4 5,6

Retro 53,8 38,7 29,4 19,0 12,6 6,6 4,6

Campo 49,0 39,6 27,6 17,2 11,5 8,4 6,3

Retro 50,2 36,7 28,3 18,9 12,8 7,0 4,8

Campo 50,5 39,2 27,6 17,4 10,2 7,2 5,3

Retro 51,4 37,0 28,0 18,0 11,8 6,1 4,2

6,4 4,0 3,4 2,7 1,5 1,0 0,6 500 19 39 -

14,0% 10,8% 13,3% 17,1% 15,4% 14,0% 11,0% 16,8% 11,9% 16,6% -

45,2 32,9 25,1 16,3 10,8 5,6 3,8

Campo 52,2 40,9 28,6 18,3 11,3 7,9 6,0

Retro 53,2 38,5 29,3 19,1 12,7 6,7 4,6

AEMC 52,0 37,8 28,8 18,8 12,5 6,6 4,5 -

Campo 39,4 32,9 21,9 13,0 8,3 6,0 4,8

Retro 40,8 29,6 22,5 14,5 9,5 4,8 3,3

AEMC 40,5 29,5 22,5 14,5 9,5 4,8 3,3 -

Média -

DP3409 164 272

17,2

Média +

DP2526 147 198

13,8

12,7B5

-2341592973

2602 140 217

AEMC


DP

CV

2692 171

22,32781503387

3785 192 288 14,5

B4


Bacias de Deflexão

(0,01 mm)


(MPa)

SubleitoErro

(μm)

Bacia

B3

B2

B1

191 16,5

2401 142 197 11,2

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Def

lexã

o (x

0,0

1m

m)


Trecho 3


98

retroanálise pelo AEMC, estão bem próximas das bacias obtidas em campo. A camada de

base apresentou valores homogêneos para os MR variando entre 140 MPa e 192 MPa, os

MR do revestimento asfáltico e subleito, apresentaram média dispersão, com valores de

MR variando entre 2401 MPa e 3785 MPa para o revestimento e entre 191 MPa e 288

MPa para o subleito.




determinada em campo, do trecho 3 desta pesquisa. Na Figura 37.a observou-se que todo

o trecho apresentou valores de RC acima dos 100m. Na Figura 37.b pode-se observar que

os valores de SCI não ultrapassam o critério limite, porém as bacias B3 e B5, que mais se

aproximam do limite 25𝑥10−2𝑚𝑚, possuem os menores valores de MR do revestimento

asfáltico. Nas figuras 37.c e 37.d, os parâmetros empíricos BDI e BCI encontrados a partir

das bacias deflectométricas ficaram abaixo do critério limite, sugerindo boas condições

estruturais para as camadas de base e subleito, porém os MR da base foram menores que

do subleito.




99


pesquisa



0

200

400

600

800

1000

1200

B1 B2 B3 B4 B5

Ra

io d

e C

urv

atu

ra (

m) RC (m)

100m (PRO 11)

(a)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

B1 B2 B3 B4 B5

SCI (

0,01

mm

)

SCI (0,01 mm)

25x10-2 mm

(b)

0

10

20

30

40

50

60

70

B1 B2 B3 B4 B5

BD

I (0,

01 m

m)

BDI (0,01 mm)

40x10-2 mm

(c)

0

2

4

6

8

10

12

14

B1 B2 B3 B4 B5

BC

I (0

,01

mm

)

BCI (0,01 mm)

10x10-2 mm

(d)

R² = 0,9802

0

10

20

30

40

50

60

0 100 200 300

D0 (

0,0

1 m

m)

RC (m)(a)

R = - 0,99 R² = 0,9732

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 10 20 30

MR

CA

(M

Pa)

SCI (0,01 mm)(b)

R = - 0,99

R² = 0,6323

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20

MR

Base

(M

Pa)

BDI (0,01 mm)(c)

R = - 0,80R² = 0,73

0

50

100

150

200

250

300

350

0 2 4 6

MR

Suble

ito (M

Pa)

BCI (0,01 mm)(d)

R = - 0,85

100

5.1.4 Trecho 4 - km 153,050 ao km 153,450/MG








CA Base Sub-base

D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 15 cm 20 cm 20 cm

Campo 21,0 17,8 14,1 10,9 7,2 4,5 3,4

Retro 21,4 17,1 14,3 10,7 8,0 4,5 2,9

Campo 15,7 13,9 11,1 9,1 6,6 5,0 3,6

Retro 15,8 13,2 11,5 9,2 7,2 4,6 3,1

Campo 16,9 13,7 10,7 8,3 5,7 4,2 2,4

Retro 17,0 13,3 11,1 8,3 6,2 3,5 2,3

Campo 16,4 13,6 11,2 8,8 6,0 3,9 2,6

Retro 16,5 13,3 11,2 8,6 6,5 3,8 2,5

Campo 24,7 20,8 16,8 12,9 8,7 5,8 3,9

Retro 25,0 20,1 16,9 12,8 9,5 5,5 3,5

3,4 2,9 2,3 1,7 1,1 0,7 0,6 1419 778 53 53 -

18,1% 18,1% 18,4% 16,9% 15,5% 14,3% 18,3% 20,3% 39,1% 21,3% 14,4% -

17,6 14,3 12,1 9,3 7,1 4,2 2,7

Campo 22,4 18,8 15,1 11,7 7,9 5,3 3,8

Retro 22,7 18,1 15,2 11,6 8,8 5,1 3,3

AEMC 21,8 17,4 14,7 11,3 8,5 5,0 3,2 -

Campo 15,5 13,1 10,4 8,3 5,8 4,0 2,6

Retro 15,8 12,4 10,6 8,2 6,3 3,7 2,4

AEMC 15,1 12,0 10,3 8,0 6,2 3,7 2,4 -

3,6224

Média -

DP5788 4340 438

Média +

DP4981 1811 306

4,9210

-37024719906995

5690 870 181

AEMC


DP

CV

288 4,7

2585 256 443 3,8

7508 2368 253 421 2,5


Bacias de Deflexão

(0,01 mm)


(MPa)

SubleitoErro

(μm)

Bacia

4,8350203

B5

B4

B3

B2

B1 11786234

9685 2948 341 347 4,7

5859

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Def

lexã

o (x

0,0

1m

m)


Trecho 4


101

No trecho 4 desta pesquisa, as deflexões máximas de campo apresentaram valores

entre 15,7𝑥10−2𝑚𝑚 a 24,7𝑥10−2𝑚𝑚 (Tabela 34). Na Figura 39 observou-se pelas linhas

deflectométricas que as bacias obtidas no processo de retroanálise pelo BackMeDiNa,

bem como as bacias obtidas a partir dos MR no processo indireto de retroanálise pelo

AEMC, estão bem próximas das bacias obtidas em campo. O CV das bacias

deflectométricas variam de 14,3% a 18,4%, como apenas 1 geofone apresentou valor

abaixo de 15%, pode-se definir as bacias deflectométricas do trecho com média dispersão.

O subleito apresentou MR determinados na retroanálise com valores considerados

homogêneos, variando entre 288 MPa e 443 MPa. Os MR do revestimento asfáltico, base

e sub-base apresentaram média dispersão, assim como as deflexões do trecho, com

valores de MR variando entre 5690 MPa e 9685 MPa para o revestimento; 870 a 2948

para base e 181 MPa e 341 MPa para a sub-base.




determinada em campo, do trecho 4 desta pesquisa. Na Figura 40.a observou-se que em

todo o trecho foram encontrados valores de RC elevados, muito acima dos 100m. Na

Figura 40.b, Figura 40.c e Figura 40.d, os parâmetros empíricos SCI, BDI e BCI

encontrados a partir das bacias deflectométricas ficaram bem abaixo do critério limite,

sugerindo boas condições estruturais para as camadas de revestimento, base e subleito,

apresentando coerente aos valores de MR retroanalisados.




102


pesquisa



0

200

400

600

800

1000

1200

B1 B2 B3 B4 B5

Ra

io d

e C

urv

atu

ra (

m) RC (m)

100m (PRO 11)

(a)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

B1 B2 B3 B4 B5

SCI (

0,01

mm

)

SCI (0,01 mm)

25x10-2 mm

(b)

0

10

20

30

40

50

60

70

B1 B2 B3 B4 B5

BD

I (0,

01 m

m)

BDI (0,01 mm)

40x10-2 mm

(c)

0

2

4

6

8

10

12

14

B1 B2 B3 B4 B5

BC

I (0

,01

mm

)

BCI (0,01 mm)

10x10-2 mm

(d)

R² = 0,6823

0

5

10

15

20

25

30

0 500 1000 1500

D0 (

0,0

1 m

m)

RC (m)(a)

R = - 0,83 R² = 0,7463

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 2 4 6 8 10

MR

CA

(M

Pa)

SCI (0,01 mm)(b)

R = - 0,86

R² = 0,9698

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 2 4 6 8 10

MR

Base

(M

Pa)

BDI (0,01 mm)(c)

R = - 0,98

R² = 0,7129

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 1 2 3 4

MR

Suble

ito (M

Pa)

BCI (0,01 mm)(d)

R = - 0,84

103

5.1.5 Trecho 5 - km 337,800 ao km 338,200/MG








CA Base Sub-base

D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 10 cm 15 cm 20 cm

Campo 78,6 64,6 52,4 39,8 26,1 15,4 10,3

Retro 78,9 64,1 53,0 38,5 27,6 15,1 9,9

Campo 81,6 62,8 46,7 33,0 21,1 14,4 10,4

Retro 82,1 61,2 47,8 32,6 22,7 12,9 9,1

Campo 75,0 59,7 45,1 32,1 19,8 12,6 9,5

Retro 75,7 58,1 45,9 31,4 21,7 11,9 8,2

Campo 74,0 53,6 38,6 25,2 14,3 9,0 6,9

Retro 74,3 52,8 39,1 24,4 15,7 8,4 6,0

3,0 4,2 4,9 5,2 4,2 2,4 1,4 1047 37 47 22 -

3,9% 6,9% 10,8% 15,9% 20,7% 19,0% 15,3% 29,9% 24,9% 29,1% 18,1% -

71,4 54,6 42,9 29,2 20,1 11,0 7,6

Campo 80,3 64,4 50,6 37,7 24,5 15,3 10,7

Retro 80,7 63,5 51,4 36,6 26,2 14,9 10,2

AEMC 75,8 59,8 48,5 34,5 24,7 14,0 9,6 -

Campo 74,3 56,0 40,8 27,4 16,1 10,4 7,9

Retro 74,8 54,6 41,5 26,9 17,8 9,7 6,8

AEMC 71,8 52,7 40,0 25,9 17,2 9,3 6,6 -

DP

CV

206 969,4

149

AEMC


Média +

DP3763

-1191631473501

Média -

DP2760 150 136

10,4165

210 116 12,0

2545 145 162 157 8,3


Bacias de Deflexão

(0,01 mm)


(MPa)

SubleitoErro

(μm)

Bacia

B1

B2

B3

B5

8,498811295235

2515 210 197 105 12,2

3709 105

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Def

lexã

o (x

0,0

1m

m)


Trecho 5


104


entre 74𝑥10−2𝑚𝑚 a 81,6𝑥10−2𝑚𝑚. Na Figura 42 observou-se pelas linhas



AEMC, estão próximas das bacias obtidas em campo. O CV das bacias deflectométricas

variam de 3,9% a 20,7%, com os maiores valores sendo verificados nos geofones mais

afastados do ponto de aplicação da carga. Os MR retroanalisados apresentaram média

dispersão em todas as camadas, com MR do revestimento asfáltico variando entre 2515

MPa a 5235 MPa, 105 a 210 para camada de base, 81 MPa a 210 MPa para camada de

sub-base e 98 MPa a 157 MPa para o subleito (Tabela 35).





o trecho apresentou valores de RC maiores que 100m, porém em algumas bacias o RC

não foi tão acima do critério, indicando que a estrutura se encaminha para uma baixa

capacidade estrutural. Na Figura 43.b foi verificado que os valores de SCI em todo o

trecho ultrapassou o critério limite, indicando baixa rigidez da camada de revestimento

asfáltico. Na Figura 43.c o parâmetro empírico BDI ficou abaixo do critério limite em

todo o trecho, indicando boas condições da camada de base, e pela Figura 43.d, vê-se que

uma das bacias deflectométricas apresentou o parâmetro BCI acima do critério limite de

10𝑥10−2𝑚𝑚, já o parâmetro empírico nas demais bacias deflectométricas ficaram abaixo

do critério limite, sugerindo boas condições estruturais para o subleito. Pelos MR

encontrados na retroanálise para a camada de base, esperava-se valores de BDI maiores

que 40𝑥10−2𝑚𝑚.


CA versus SCI; c) MR base versus BDI e d) MR subleito versus BCI. Em (b) e (d) obteve-

se alta correlação entre os parâmetros analisados, já em (a) e (c) os parâmetros analisados

não apresentaram nenhuma correlação.

105


pesquisa



0

200

400

600

800

1000

1200

B1 B2 B3 B5

Ra

io d

e C

urv

atu

ra (

m) RC (100 m)

100m (PRO 11)

(a)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

B1 B2 B3 B5

SCI (

0,01

mm

)

SCI (0,01 mm)

25x10-2 mm

(b)

0

10

20

30

40

50

60

70

B1 B2 B3 B5

BD

I (0,

01 m

m)

BDI (0,01 mm)

40x10-2 mm

(c)

0

2

4

6

8

10

12

14

B1 B2 B3 B5

BC

I (0

,01

mm

)

BCI (0,01 mm)

10x10-2 mm

(d)

R² = 0,005

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 50 100 150 200

D0 (

0,0

1 m

m)

RC (m)(a)

R = 0,07

R² = 0,9733

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 10 20 30 40

MR

CA

(M

Pa)

SCI (0,01 mm)(b)

R = - 0,99

R² = 0,0006

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30

MR

Base

(M

Pa)

BDI (0,01 mm)(c)

R = 0,03

R² = 0,5823

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 5 10 15

MR

Suble

ito (M

Pa)

BCI (0,01 mm)(d)

R = - 0,76

106

5.1.6 Trecho 6 - km 407,450 ao km 407,850/MG


em campo e definidas na retroanálise, tanto por seu processo direto através do

BackMeDiNa, quanto pelo processo indireto determinado pelo AEMC para o trecho 6

desta pesquisa, são apresentados na Tabela 36 e representados na Figura 45.




CA Base

D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 13 cm 18 cm

Campo 46,9 34,6 25,1 17,5 11,1 7,6 5,1

Retro 47,2 33,7 25,8 17,2 11,9 6,9 4,9

Campo 61,2 46,2 35,0 23,7 15,9 10,4 7,4

Retro 61,6 45,2 35,2 24,0 16,7 9,6 6,8

Campo 42,4 34,7 25,5 18,8 12,4 8,8 6,6

Retro 43,0 32,9 26,5 18,9 13,6 8,0 5,6

Campo 40,5 34,8 25,3 19,7 13,3 8,2 5,7

Retro 41,3 32,7 26,8 19,4 14,0 7,9 5,3

Campo 65,7 50,2 31,3 21,2 13,0 10,2 7,8

Retro 67,0 46,1 34,2 21,7 14,4 8,2 6,0

10,2 6,7 4,0 2,1 1,6 1,1 1,0 1065 65 18 -

19,9% 16,8% 14,1% 10,6% 12,0% 12,2% 15,5% 42,2% 32,8% 11,3% -

50,1 37,6 29,6 20,5 14,4 8,2 5,8

Campo 61,5 46,8 32,5 22,3 14,7 10,1 7,5

Retro 62,3 44,5 34,1 22,6 15,6 9,0 6,4

AEMC 63,2 45,4 34,7 23,1 15,9 9,1 6,6 -

Campo 41,1 33,4 24,4 18,0 11,6 7,9 5,5

Retro 41,7 31,8 25,4 17,8 12,6 7,3 5,1

AEMC 43,3 33,1 26,4 18,5 13,2 7,6 5,3 -

Média -

DP3213 222 173

9,1

Média +

DP1579 177 138

12,9

-

22,8

10,8

B1

1279 133 145

157199Média dos Módulos de Elasticidade

2060

B5

2523AEMC

DP

CV


Bacias de Deflexão

(0,01 mm)


(MPa)

SubleitoErro

(μm)

Bacia

6,2180249

3061 307 159 10,5

1785 168 128

171

B2

B3

B4

6,4

4430 137

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Def

lexã

o (x

0,0

1m

m)


Trecho 6


107





AEMC, estão próximas das bacias obtidas em campo, observa-se também que as bacias

deflectométricas se dividem em duas faixas de valores, sendo as bacias com D0 de

40𝑥10−2𝑚𝑚 a 50𝑥10−2𝑚𝑚, e as com D0 acima de 60𝑥10−2𝑚𝑚. O CV das bacias

deflectométricas variam de 10,6% a 19,9%, com os maiores valores sendo verificados

nos geofones mais próximos do ponto de aplicação de carga. Os MR retroanalisados

apresentaram alta dispersão nas camadas de revestimento asfáltico (1279 MPa a 4430

MPa) e base (133 MPa a 307 MPa), e homogêneos na camada de subleito (128 MPa a

180 MPa), acompanhando as variações observadas das bacias.





o trecho apresentou valores de RC maiores que 100m. Na Figura 46.b foi verificado que

as bacias B2 e B5 apresentaram valores de SCI maiores que o critério limite, que foram

onde se encontraram os menores MR da camada de revestimento asfáltico. Na Figura 46.c

e Figura 46.d todo o trecho apresentou os parâmetros empíricos BDI e BCI abaixo do

critério limite, sugerindo boas condições estruturais para a camada de base e para o

subleito. Observou-se boa correspondência entre os parâmetros empíricos e os MR

encontrados na retroanálise.





108


pesquisa



0

200

400

600

800

1000

1200

B1 B2 B3 B4 B5

Ra

io d

e C

urv

atu

ra (

m) RC (100 m)

100m (PRO 11)

(a)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

B1 B2 B3 B4 B5

SCI (

0,01

mm

)

SCI (0,01 mm)

25x10-2 mm

(b)

0

10

20

30

40

50

60

70

B1 B2 B3 B4 B5

BD

I (0,

01 m

m)

BDI (0,01 mm)

40x10-2 mm

(c)

0

2

4

6

8

10

12

14

B1 B2 B3 B4 B5

BC

I (0

,01

mm

)

BCI (0,01 mm)

10x10-2 mm

(d)

R² = 0,8453

0

10

20

30

40

50

60

70

0 100 200 300 400

D0 (

0,0

1 m

m)

RC (m)(a)

R = -0,92

R² = 0,7805

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 10 20 30 40

MR

CA

(M

Pa)

SCI (0,01 mm)(b)

R = -0,88

R² = 0,1797

0

50

100

150

200

250

300

350

0 10 20 30

MR

Base

(M

Pa)

BDI (0,01 mm)(c)

R = -0,42

R² = 0,0739

0

50

100

150

200

0 2 4 6

MR

Suble

ito (M

Pa)

BCI (0,01 mm)(d)

R = -0,27

109

5.1.7 Trecho 7 - km 574,400 ao km 574,800/MG








CA Base Sub-base

D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 15 cm 16 cm 15 cm

Campo 39,2 29,2 22,3 14,1 8,0 4,2 2,1

Retro 39,5 28,8 22,1 14,1 8,8 3,6 2,1

Campo 45,7 33,6 26,2 18,6 10,8 7,0 4,1

Retro 45,7 33,6 26,3 17,7 12,1 6,4 4,2

Campo 39,3 30,7 24,5 15,1 8,5 4,9 2,9

Retro 40,0 29,9 23,5 15,5 9,9 4,3 2,4

Campo 42,7 31,8 26,1 18,3 10,2 7,0 4,2

Retro 42,8 32,1 25,5 17,5 12,0 6,2 4,0

2,7 1,6 1,6 2,0 1,2 1,2 0,9 268,9 7,6 377,5 78,3 -

6,5% 5,1% 6,4% 11,9% 12,4% 21,6% 26,3% 9,9% 11,5% 29,1% 24,3% -

38,5 28,5 22,2 14,6 9,4 4,3 2,7

Campo 44,4 32,9 26,4 18,5 10,5 7,0 4,2

Retro 44,7 32,9 25,8 17,6 12,2 6,6 4,4

AEMC 41,0 30,3 23,8 16,3 11,3 6,1 4,1 -

Campo 39,0 29,7 23,2 14,6 8,2 4,5 2,5

Retro 39,7 28,9 22,3 14,6 9,4 4,5 2,9

AEMC 37,2 27,2 21,0 13,7 8,9 4,2 2,7 -

7,8

7,1

AEMC

2640 78 1361 324

Média +

DP

Média -

DP

662727

2356 90 3135 227

-

DP

CV

3100 57

B5

B4

322Média dos Módulos de Elasticidade

1296

4,1B1 1252

1474

8,5

244 8,4

6,31775

2707 73

381681


Bacias de Deflexão

(0,01 mm)


(MPa)

SubleitoErro

(μm)

Bacia

B3 2302 75 236

2800 59 425

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Def

lexã

o (x

0,0

1m

m)


Trecho 7


110



deflectométricas que bacias obtidas no processo de retroanálise pelo BackMeDiNa, bem

como as bacias obtidas a partir dos MR no processo indireto de retroanálise pelo AEMC,

estão próximas das bacias obtidas em campo. O CV das bacias deflectométricas variaram

entre 5,1% a 26,3%, com os maiores valores sendo verificados nos geofones mais

afastados do ponto de aplicação de carga. Os MR retroanalisados acompanharam a

dispersão vista nas bacias deflectométricas, onde os MR do revestimento asfáltico (2302

MPa a 3100 MPa) e da camada de base (57 MPa a 75 MPa) apresentaram valores com

pouca dispersão, já a camada de sub-base (681 MPa a 1775 MPa) e o subleito (236 MPa

a 425 MPa) apresentaram valores com média dispersão.





o trecho apresentou valores de RC maiores que 100m. Na Figura 49.b, Figura 49.c e

Figura 49.d, foi verificado que todo o trecho apresentou os parâmetros empíricos SCI,

BDI e BCI abaixo do critério limite, sugerindo boas condições estruturais para as camadas

de revestimento asfáltico, base e para o subleito. O que pôde ser observado, foi que

mesmo o BCI indicando valores abaixo do critério limite e com isso boas condições

estruturais da camada de base, o mesmo não foi indicado pelos MR encontrados na

retroanálise.





111


pesquisa



0

200

400

600

800

1000

1200

B1 B3 B4 B5

Ra

io d

e C

urv

atu

ra (

m) RC (100 m)

100m (PRO 11)

(a)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

B1 B3 B4 B5

SCI (

0,01

mm

)

SCI (0,01 mm)

25x10-2 mm

(b)

0

10

20

30

40

50

60

70

B1 B3 B4 B5

BD

I (0,

01 m

m)

BDI (0,01 mm)

40x10-2 mm

(c)

0

2

4

6

8

10

12

14

B1 B3 B4 B5

BC

I (0

,01

mm

)

BCI (0,01 mm)

10x10-2 mm

(d)

R² = 0,7308

0

10

20

30

40

50

0 100 200 300

D0 (

0,0

1 m

m)

RC (m)(a)

R = -0,85R² = 0,9677

0

1000

2000

3000

4000

0 10 20 30

MR

CA

(M

Pa)

SCI (0,01 mm)(b)

R = -0,98

R² = 0,0711

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20

MR

Base

(M

Pa)

BDI (0,01 mm)(c)

R = 0,27

R² = 0,1809

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4

MR

Suble

ito (M

Pa)

BCI (0,01 mm)(d)

R = 0,43

112

5.1.8 Trecho 8 - km 644,570 ao km 644,970/MG


em campo e definidas na retroanálise, tanto pelo processo direto com o BackMeDiNa,






CA Base Sub-baseReforço

Subleito

D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 11,5 cm 23 cm 13 cm 20 cm

Campo 71,6 56,3 41,5 26,3 14,1 9,1 5,4

Retro 71,5 55,1 43,4 28,7 18,3 7,7 4,3

Campo 57,2 45,1 37,8 28,8 21,2 14,5 8,5

Retro 63,7 51,9 43,4 32,2 23,5 13,0 8,3

Campo 71,5 58,9 43,8 26,7 19,3 12,9 8,0

Retro 72,9 55,8 44,1 29,8 20,0 10,0 6,4

Campo 38,2 30,1 23,2 15,5 10,0 6,6 4,2

Retro 38,4 29,7 23,6 16,0 10,7 5,2 3,3

Campo 55,8 43,1 30,8 18,3 10,7 6,6 4,2

Retro 56,8 41,2 30,9 19,3 11,9 5,5 3,6

12,3 10,3 7,5 5,2 4,5 3,2 1,8 1177 41 93 157 62 -

21,0% 22,1% 21,3% 22,6% 29,9% 32,6% 30,5% 28,4% 39,1% 39,2% 34,1% 29,2% -

50,0 38,4 30,3 20,5 13,7 6,7 4,3

Campo 71,2 57,0 43,0 28,3 19,6 13,2 7,9

Retro 72,3 54,8 43,2 29,6 20,6 11,2 7,5

AEMC 66,0 50,2 39,6 27,2 18,9 10,3 6,9 -

Campo 46,5 36,4 27,9 17,9 10,6 6,7 4,2

Retro 46,9 35,4 27,6 18,4 12,2 6,0 3,9

AEMC 43,2 32,7 25,5 17,0 11,3 5,6 3,6 -

Média -

DP4382 128 249

8,0289 670

Média +

DP2734 104 135

13,6327 529

11,3

2371054143 -211461

614

AEMC


153

6258

3083 95 363

B4

B5 263

DP

CV

21,6

140 325 627 299 7,5

72 230 508

213 21,2

168 101 190 127 44,5

51 165 365


Bacias de Deflexão

(0,01 mm)


(MPa)

SubleitoErro

(μm)

Bacia

3483

4813

3077

B1

B2

B3

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Def

lexã

o (x

0,0

1m

m)


Trecho 8

CampoRetroanáliseAEMCAEMC M+DPAEMC M-DP

113





AEMC, estão próximas das bacias obtidas em campo, podendo observar visualmente a

dispersão das bacias. O CV das bacias deflectométricas variaram entre 21,0% a 32,6%,

apresentando média dispersão, com os maiores valores sendo verificados nos geofones

mais afastados do ponto de aplicação de carga. Os MR retroanalisados, assim como as

bacias deflectométricas, apresentaram valores com média a alta dispersão, sendo os MR

do revestimento variando seus valores entre 3077 MPa a 6258 MPa; os MR da camada

de base entre 51 MPa a 168 MPa; a camada de sub-base teve seus MR entre 101 MPa e

363 MPa; o reforço de subleito apresentou MR entre 190 MPa a 627 MPa e o subleito

indicou MR entre 127 MPa a 299 MPa.





o trecho apresentou valores de RC maiores que 100m. Na Figura 52.b foi verificado que

as bacias B1, B3 e B5 apresentaram valores do parâmetro SCI iguais ou acima do critério

limite de 25𝑥10−2𝑚𝑚, indicando revestimento pouco resistente, e essas bacias

apresentaram os menores MR da camada de revestimento asfáltico; B2 e B4 apresentaram

SCI com valores abaixo do limite do critério e MR mais altos. Na Figura 52.c e Figura

52.d, foi verificado que todo o trecho apresentou os parâmetros empíricos BDI e BCI

abaixo do critério limite, sugerindo boas condições estruturais para a camada de base e

para o subleito, porém os MR encontrados para a base indicam problemas de rigidez para

a camada.



alta correlação em todas as análises destes parâmetros.

114


pesquisa



0

200

400

600

800

1000

1200

B1 B2 B3 B4 B5

Ra

io d

e C

urv

atu

ra (

m) RC (100 m)

100m (PRO 11)

(a)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

B1 B2 B3 B4 B5

SCI (

0,01

mm

)

SCI (0,01 mm)

25x10-2 mm

(b)

0

10

20

30

40

50

60

70

B1 B2 B3 B4 B5

BD

I (0,

01 m

m)

BDI (0,01 mm)

40x10-2 mm

(c)

0

2

4

6

8

10

12

14

B1 B2 B3 B4 B5

BC

I (0

,01

mm

)

BCI (0,01 mm)

10x10-2 mm

(d)

R² = 0,8785

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 100 200 300

D0 (

0,0

1 m

m)

RC (m)(a)

R = -0,94R² = 0,8352

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 10 20 30 40

MR

CA

(M

Pa)

SCI (0,01 mm)(b)

R = -0,91

R² = 0,8163

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 10 20 30

MR

Base

(M

Pa)

BDI (0,01 mm)(c)

R = -0,90R² = 0,9962

0

100

200

300

400

0 2 4 6 8

MR

Suble

ito (M

Pa)

BCI (0,01 mm)(d)

R = -1,00

115

5.1.9 Trecho 9 - km 631,350 ao km 631,750/MG








CA Base Sub-baseReforço

Subleito

D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 10 cm 17 cm 18 cm 30 cm

Campo 141,9 108,8 80,2 43,4 22,8 13,6 7,7

Retro 144,8 105,0 77,6 46,0 26,4 10,3 6,5

Campo 154,9 125,3 87,1 49,0 27,4 16,5 8,7

Retro 159,4 117,0 87,5 53,0 31,2 12,5 7,9

Campo 131,1 104,2 76,4 42,7 22,6 15,2 9,0

Retro 134,3 99,3 74,8 46,0 27,5 11,4 7,1

Campo 119,5 91,4 65,0 35,6 14,2 6,4 4,3

Retro 121,7 87,8 64,1 36,2 18,7 4,7 2,4

Campo 95,8 76,9 58,2 30,1 14,0 7,5 5,0

Retro 98,8 73,4 55,1 32,9 18,3 5,5 2,8

20,2 16,3 10,4 6,6 5,3 4,1 1,9 456 1 19 202 71 -

15,7% 16,1% 14,2% 16,4% 26,1% 34,7% 27,8% 23,6% 3,9% 27,7% 61,2% 40,6% -

128,9 94,3 69,8 41,0 22,8 7,7 4,5

Campo 148,8 117,7 83,8 46,7 25,5 16,0 8,9

Retro 152,8 111,4 82,9 49,9 29,4 12,0 7,7

AEMC 153,8 112,5 83,7 50,5 29,7 12,2 7,7 -

Campo 108,5 85,0 62,9 33,6 14,9 7,7 5,0

Retro 111,1 81,6 60,5 35,5 19,3 5,6 2,9

AEMC 117,2 86,3 64,1 37,5 20,4 6,0 3,1 -

DP

CV

11037,7

Média -

DP2228 22 230

28,3

72 190

65 382

AEMC


Média +

DP1549 23

221933

30,8

-17433069

2813 21 100 260 264

35,8

1975 22 69 243 265 25,6

1858 23 81 263 117

251 120 29,8

1496 21 44 281 104 44,0

1521 23 52


Bacias de Deflexão

(0,01 mm)


(MPa)

SubleitoErro

(μm)

Bacia

B2

B1

B3

B4

B5

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Def

lexã

o (x

0,0

1m

m)


Trecho 9


116


entre 95,8𝑥10−2𝑚𝑚 a 154,9𝑥10−2𝑚𝑚 (Tabela 39). Na Figura 54 observou-se pelas

linhas deflectométricas que as bacias obtidas no processo de retroanálise pelo


retroanálise pelo AEMC, estão próximas das bacias obtidas em campo, pode-se ver

também alta dispersão entre as bacias. O CV das bacias deflectométricas variaram entre

14,2% a 34,7%, apresentando média a alta dispersão dos dados, com os maiores valores

sendo verificados nos geofones mais afastados do ponto de aplicação de carga. Os MR

retroanalisados, assim como as bacias deflectométricas, apresentaram valores com média

a alta dispersão, com exceção dos MR da camada de base que se mostraram homogêneos,

sendo que os MR do revestimento asfáltico variaram seus valores entre 1496 MPa a 2813

MPa; os MR da camada de base entre 21 MPa a 23 MPa; a camada de sub-base teve seus

MR entre 44 MPa e 100 MPa; o reforço de subleito apresentou MR entre 243 MPa a 281

MPa e o subleito indicou MR entre 104 MPa a 265 MPa.




determinada em campo, do trecho 8 desta pesquisa. Na Figura 55.a observou-se que

apenas a bacia deflectométrica B5 não apresentou RC com valores menores que 100m.

Na Figura 55.b e Figura 55.c foi verificado que os parâmetros SCI e BDI apresentaram

valores maiores que o critério limite em todo o trecho, indicando baixa rigidez das

camadas de revestimento asfáltico e de base, os MR obtidos indicam a mesma situação.

Na Figura 55.d, foi verificado que a bacia deflectométrica B2 apresentou o parâmetro

BCI acima do critério limite, as demais bacias apresentaram tal parâmetro abaixo do

critério, mas algumas já com valores próximos do limite, indicando elevado níveis de

tensões chegando ao subleito deste trecho.





117


pesquisa



0

200

400

600

800

1000

1200

B1 B2 B3 B4 B5

Ra

io d

e C

urv

atu

ra (

m) RC (100 m)

100m (PRO 11)

(a)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

B1 B2 B3 B4 B5

SCI (

0,01

mm

)

SCI (0,01 mm)

25x10-2 mm

(b)

0

10

20

30

40

50

60

70

B1 B2 B3 B4 B5

BD

I (0,

01 m

m)

BDI (0,01 mm)40x10-2 mm

(c)

0

2

4

6

8

10

12

14

B1 B2 B3 B4 B5

BC

I (0

,01

mm

)

BCI (0,01 mm)

10x10-2 mm

(d)

R² = 0,869

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 50 100 150

D0 (

0,0

1 m

m)

RC (m)(a)

R = -0,93R² = 0,9583

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 20 40 60 80

MR

CA

(M

Pa)

SCI (0,01 mm)(b)

R = -0,98

R² = 0,0906

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80

MR

Base

(M

Pa)

BDI (0,01 mm)(c)

R = 0,30

R² = 0,4599

0

50

100

150

200

250

300

0 5 10 15

MR

Suble

ito (M

Pa)

BCI (0,01 mm)(d)

R = -0,68

118

5.1.10 Trecho 10 - km 708,450 ao km 708,850/MG




são apresentados na Tabela 40 e representados na Figura 57.




CA Base Sub-base

D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 20 cm 10 cm 20 cm

Campo 14,7 12,2 9,7 7,6 6,1 4,1 2,8

Retro 14,7 11,8 10,2 8,0 6,3 4,0 2,7

Campo 17,2 13,7 11,5 9,0 6,8 5,0 3,3

Retro 17,2 13,5 11,5 9,1 7,2 4,6 3,2

Campo 19,1 15,4 13,1 10,2 7,7 5,5 3,4

Retro 19,3 15,2 13,0 10,2 8,1 5,2 3,6

Campo 14,6 11,6 9,7 7,4 6,2 5,0 3,5

Retro 14,3 11,6 10,0 8,0 6,4 4,2 2,9

Campo 20,2 16,3 13,4 10,2 7,3 5,3 3,5

Retro 20,2 15,9 13,4 10,3 7,9 4,8 3,2

2,3 1,8 1,6 1,2 0,6 0,5 0,3 1125 64 512 37 -

13,2% 13,0% 13,9% 13,6% 9,1% 9,6% 7,9% 20,1% 27,1% 15,9% 10,2% -

15,3 12,2 10,5 8,3 6,5 4,1 2,8

Campo 19,4 15,6 13,1 10,1 7,4 5,5 3,6

Retro 19,5 15,4 13,1 10,2 7,9 4,9 3,4

AEMC 17,8 14,1 12,0 9,4 7,3 4,5 3,1 -

Campo 14,9 12,0 9,9 7,7 6,2 4,5 3,0

Retro 14,8 11,8 10,1 8,0 6,3 4,0 2,7

AEMC 13,7 11,0 9,4 7,4 5,9 3,7 2,5 -

Média -

DP6405 292

2,7

Média +

DP4667 209

3,21944 327

2708 400

AEMC


DP

CV

-36032242355593

344 3,6

7080 292 3882 387 4,9

4490 116 2786

4490 265 2786 307 2,3

418 3,0

4939 292 3882 344 2,2

6967 209 2786


Bacias de Deflexão

(0,01 mm)


(MPa)

SubleitoErro

(μm)

Bacia

B1

B2

B3

B4

B5

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Def

lexã

o (x

0,0

1m

m)


Trecho 10


119

No trecho 10 desta pesquisa, as deflexões máximas de campo apresentaram

valores entre 14,6𝑥10−2𝑚𝑚 a 20,2𝑥10−2𝑚𝑚 (Tabela 40). Na Figura 57 observou-se



retroanálise pelo AEMC, estão bem próximas das bacias obtidas em campo. O CV das

bacias deflectométricas variam de 7,9% a 13,9%, apresentando homogeneidade no trecho,

sendo os maiores valores verificados nos geofones mais próximos do ponto de aplicação

de carga. Os MR do revestimento asfáltico, base e sub-base apresentaram média

dispersão, com valores de MR variando entre 4490 MPa e 7080 MPa para o revestimento;

116 a 292 para base e 2786 MPa e 3882 MPa para o sub-base. O subleito apresentou MR

com valores considerados homogêneos, entre 307 MPa e 418 MPa.





todo o trecho foram encontrados valores de RC elevados, muito acima dos 100m,

indicando alta rigidez da estrutura do pavimento. Na Figura 58.b, 58.c e 58.d, os

parâmetros empíricos SCI, BDI e BCI encontrados a partir das bacias deflectométricas

ficaram bem abaixo do critério limite, sugerindo boa rigidez do revestimento, base e

subleito, apresentando coerência com os MR encontrados na retroanálise.





120


pesquisa



0

200

400

600

800

1000

1200

B1 B2 B3 B4 B5

Ra

io d

e C

urv

atu

ra (

m) RC (100 m)

100m (PRO 11)

(a)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

B1 B2 B3 B4 B5

SCI (

0,01

mm

)

SCI (0,01 mm)

25x10-2 mm

(b)

0

10

20

30

40

50

60

70

B1 B2 B3 B4 B5

BD

I (0,

01 m

m)

BDI (0,01 mm)

40x10-2 mm

(c)

0

2

4

6

8

10

12

14

B1 B2 B3 B4 B5

BC

I (0

,01

mm

)

BCI (0,01 mm)

10x10-2 mm

(d)

R² = 0,9529

0

5

10

15

20

25

0 200 400 600 800 1000

D0 (

0,0

1 m

m)

RC (m)(a)

R = -0,98R² = 0,8082

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 2 4 6 8

MR

CA

(M

Pa)

SCI (0,01 mm)(b)

R = -0,90

R² = 0,3037

0

50

100

150

200

250

300

350

0 2 4 6 8

MR

Base

(M

Pa)

BDI (0,01 mm)(c)

R = -0,55

R² = 0,1916

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 1 2 3

MR

Suble

ito (M

Pa)

BCI (0,01 mm)(d)

R = -0,44

121

5.1.11 Trecho 11 - km 728,300 ao km 728,700/MG








CA Base Sub-base

D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 12 cm 10 cm 20 cm

Campo 26,5 19,0 13,0 9,7 7,6 6,3 5,1

Retro 26,8 18,1 13,6 9,8 7,9 6,1 4,7

Campo 28,6 19,1 13,6 8,9 6,4 5,4 3,9

Retro 28,6 18,9 13,6 8,9 6,7 5,0 3,9

Campo 31,3 21,7 16,4 11,1 8,2 6,8 4,5

Retro 31,3 21,7 16,3 11,2 8,6 6,1 4,6

Campo 23,3 17,3 13,7 10,9 8,1 7,0 5,1

Retro 23,5 17,1 13,6 10,5 8,8 6,7 5,2

Campo 19,9 12,5 8,1 5,2 3,0 2,1 1,3

Retro 19,9 12,3 8,4 4,9 3,3 2,1 1,6

4,0 3,1 2,7 2,1 1,9 1,8 1,4 538 34 4984 128 -

15,4% 17,0% 20,8% 23,3% 29,1% 32,6% 35,5% 13,8% 23,9% 22,3% 42,9% -

23,4 15,9 11,9 8,2 6,5 4,8 3,6

Campo 29,9 21,0 15,7 11,3 8,6 7,3 5,4

Retro 30,1 20,7 15,8 11,4 9,1 6,7 5,1

AEMC 27,8 19,3 14,7 10,6 8,5 6,3 4,8 -

Campo 21,9 14,9 10,3 7,0 4,7 3,7 2,6

Retro 22,0 14,6 10,5 6,8 5,0 3,6 2,7

AEMC 20,5 13,6 9,8 6,4 4,7 3,3 2,5 -

Média +

DP3361 135

3,3

Média -

DP4425 137

2,2

16720 228

26424 424

3,1

198 23099 223 3,4

105 15399 249

155 18077 255

B4

2,3B5

4886

4165

AEMC


DP

CV

-299223911423895

3507

3408

3507

B1

B2

B3


Bacias de Deflexão

(0,01 mm)


(MPa)

SubleitoErro

(μm)

Bacia

4,8

102 30183 298 2,1

149 25199 249

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Def

lexã

o (x

0,0

1m

m)


Trecho 11


122





retroanálise pelo AEMC, estão bem próximas das bacias obtidas em campo. O CV das

bacias deflectométricas variam de 15,4% a 35,5%, apresentando neste trecho média

dispersão dos valores de deflexão, sendo os maiores valores verificados nos geofones

mais afastados do ponto de aplicação de carga. Os MR do revestimento asfáltico

apresentaram-se com valores homogêneos, variando entre 3408 MPa e 4886 MPa; os MR

da camada de base que ficaram entre 102 MPa e 198 MPa e sub-base com valores entre

15399 MPa e 30183MPa apresentaram média dispersão; o subleito apresentou MR com

alta dispersão dos valores, variando entre 223 MPa e 298 MPa.




determinada em campo, referente ao trecho 11 desta pesquisa. Na Figura 61.a observou-

se que em todo o trecho foram encontrados valores de RC maiores que 100m, indicando

boa rigidez da estrutura do pavimento. Na Figura 61.b, 61.c e 61.d, os parâmetros

empíricos SCI, BDI e BCI encontrados a partir das bacias deflectométricas ficaram abaixo

dos critérios limite, sugerindo boa rigidez das camadas de revestimento asfáltico, base e

do subleito, porém, alguns MR encontrados para a camada de base na retroanálise indicam

baixa rigidez.


CA versus SCI; c) MR base versus BDI e d) MR subleito versus BCI. Em (a), (b) e (c)

obteve-se alta correlação entre os parâmetros analisados, já em (d) os parâmetros

analisados obtiveram baixa correlação.

123


pesquisa



0

200

400

600

800

1000

1200

B1 B2 B3 B4 B5

Rai

o d

e C

urv

atu

ra (

m) RC (100 m)

100m (PRO 11)

(a)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

B1 B2 B3 B4 B5

SCI (

0,01

mm

)

SCI (0,01 mm)

25x10-2 mm

(b)

0

10

20

30

40

50

60

70

B1 B2 B3 B4 B5

BD

I (0,

01 m

m)

BDI (0,01 mm)

40x10-2 mm

(c)

0

2

4

6

8

10

12

14

B1 B2 B3 B4 B5

BC

I (0

,01

mm

)

BCI (0,01 mm)

10x10-2 mm

(d)

R² = 0,525

0

5

10

15

20

25

30

35

0 200 400 600

D0 (

0,0

1 m

m)

RC (m)(a)

R = -0,72

R² = 0,9435

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 5 10 15 20

MR

CA

(M

Pa)

SCI (0,01 mm)(b)

R = -0,97

R² = 0,619

0

50

100

150

200

250

0 2 4 6 8 10

MR

Base

(M

Pa)

BDI (0,01 mm)(c)

R = -0,79

R² = 0,1041

0

50

100

150

200

250

300

350

0,0 0,5 1,0 1,5

MR

Suble

ito (M

Pa)

BCI (0,01 mm)(d)

R = -0,32

124

5.1.12 Trecho 12 - km 768,800 ao km 769,200/MG








CA Base Sub-base

D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 12 cm 28 cm 20 cm

Campo 150,7 100,7 66,6 32,6 17,0 10,2 7,0

Retro 152,1 98,1 66,7 35,2 18,5 7,5 5,5

Campo 92,9 63,8 47,4 21,4 10,4 6,3 4,1

Retro 93,7 63,2 44,4 24,1 12,5 4,1 2,8

Campo 105,3 83,1 59,2 34,1 19,5 12,2 7,6

Retro 108,1 78,2 58,7 36,4 22,2 9,6 6,1

Campo 81,3 58,3 41,5 25,2 13,1 8,2 5,2

Retro 82,0 57,2 41,8 25,0 15,1 6,8 4,6

26,3 16,7 9,8 5,2 3,5 2,2 1,4 348 11 98 56 -

24,5% 21,9% 18,3% 18,5% 23,3% 23,9% 23,4% 28,0% 21,8% 32,1% 28,0% -

95,6 66,0 47,4 27,2 15,3 6,1 4,1

Campo 133,9 93,2 63,5 33,6 18,5 11,4 7,4

Retro 135,2 90,3 63,5 35,7 20,2 8,8 6,2

AEMC 125,7 84,5 59,5 33,5 19,0 8,2 5,8 -

Campo 81,2 59,7 43,9 23,1 11,5 7,0 4,6

Retro 83,0 57,9 42,0 24,5 13,9 5,5 3,6

AEMC 80,1 56,1 40,8 23,8 13,5 5,3 3,5 -

Média +

DP833 44

19,2

Média -

DP1590 59

17,4

315 148

336 235

AEMC


DP

CV

-200305521244

27,7

1595 71 483 200 10,6

47 233 147

19,9

1315 53 265 297 20,1

38 237 156


Bacias de Deflexão

(0,01 mm)


(MPa)

SubleitoErro

(μm)

Bacia

B1

B2

B3

B5

628

1439

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Def

lexã

o (x

0,0

1m

m)


Trecho 12


125



pelas linhas deflectométricas que as bacias possuem deflexões médias a altas, quando

comparados todos os trechos da pesquisa, e que as bacias obtidas no processo de

retroanálise pelo BackMeDiNa, bem como as bacias obtidas a partir dos MR no processo

indireto de retroanálise pelo AEMC, estão próximas das bacias obtidas em campo, pode-

se observar também, grande dispersão das linhas deflectométricas do trecho. O CV das

bacias deflectométricas variaram entre 18,3% a 24,5%, apresentando média dispersão dos

dados. Os MR retroanalisados das camadas do pavimento, apresentaram valores com

média dispersão, assim como as bacias deflectométricas; os MR do revestimento asfáltico

apresentaram valores entre 628 MPa a 1595 MPa; os MR da camada de base entre 38

MPa a 71 MPa; a camada de sub-base teve seus MR entre 233 MPa e 483 MPa; e o

subleito apresentou MR entre 147 MPa a 297 MPa.





todo o trecho foi obtido valores de RC menores que 100m, indicando pavimentos com

baixa capacidade estrutural. Na Figura 64.b foi verificado que o parâmetro SCI

apresentou valores maiores que o critério limite em todo o trecho, indicando camada de

revestimento pouco resistentes. Pela Figura 64.c pôde-se observar que a bacia B1

apresentou valor de BDI acima do critério limite, as demais bacias apresentaram valores

de BDI menores que o valor limite, porém bem próximos do limite, indicando baixa

rigidez da camada de base. Na Figura 64.d, os valores do parâmetro BCI se mostraram

abaixo do critério limite, indicando subleito adequado. Neste trecho pode-se observar

grande compatibilidade entre MR das camadas e os parâmetros empíricos.




126


pesquisa



0

200

400

600

800

1000

1200

B1 B2 B3 B5

Ra

io d

e C

urv

atu

ra (

m) RC (100 m)

100m (PRO 11)

(a)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

B1 B2 B3 B5

SCI (

0,01

mm

)

SCI (0,01 mm)

25x10-2 mm

(b)

0

10

20

30

40

50

60

70

B1 B2 B3 B5

BD

I (0,

01 m

m)

BDI (0,01 mm)

40x10-2 mm

(c)

0

2

4

6

8

10

12

14

B1 B2 B3 B5

BC

I (0

,01

mm

)

BCI (0,01 mm)

10x10-2 mm

(d)

R² = 0,9097

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 50 100 150

D0 (

0,0

1 m

m)

RC (m)(a)

R = -0,95 R² = 0,972

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 20 40 60 80 100

MR

CA

(M

Pa)

SCI (0,01 mm)(b)

R = -0,99

R² = 0,9451

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60

MR

Base

(M

Pa)

BDI (0,01 mm)(c)

R = -0,97

R² = 0,8458

0

50

100

150

200

250

300

350

0 2 4 6 8

MR

Suble

ito (M

Pa)

BCI (0,01 mm)(d)

R = -0,92

127

5.1.13 Trecho 13 - km 743,250 ao km 743,650/MG








CA Base Sub-base

D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 10 cm 40 cm 20 cm

Campo 104,3 82,4 62,4 37,3 17,2 8,1 4,1

Retro 106,7 79,9 60,8 37,5 21,8 7,1 3,3

Campo 117,6 90,9 65,7 38,4 19,9 11,2 6,5

Retro 119,8 87,4 65,2 39,5 23,2 8,8 5,0

Campo 101,6 76,3 56,4 33,8 19,6 12,7 8,0

Retro 101,9 75,2 56,8 35,4 21,6 9,0 5,3

Campo 71,9 54,8 39,5 22,7 12,5 7,3 4,5

Retro 72,7 53,0 39,5 23,7 13,6 4,8 2,6

Campo 120,5 92,1 65,7 36,4 18,4 10,2 5,5

Retro 122,6 88,2 64,9 38,2 21,5 7,5 4,2

17,3 13,5 9,8 5,7 2,7 2,0 1,4 538 12 41 55 -

16,7% 17,1% 17,0% 17,0% 15,3% 20,0% 24,7% 21,7% 22,8% 15,3% 25,4% -

95,7 70,3 52,6 31,9 18,5 6,7 3,7

Campo 120,4 92,8 67,8 39,4 20,2 11,9 7,1

Retro 122,3 89,3 66,8 40,7 24,1 9,5 5,5

AEMC 115,4 84,6 63,3 38,6 22,9 9,0 5,3 -

Campo 85,9 65,8 48,1 28,0 14,8 7,9 4,3

Retro 87,3 63,8 47,7 28,9 16,9 6,3 3,6

AEMC 84,8 62,2 46,5 28,2 16,5 6,1 3,5 -

Média +

DP1990 45

24,6

Média -

DP2754 59

14,3

268 159

319 235

AEMC


DP

CV

-216268512478

192 24,5

3437 72 342 322 15,1

1848 42 259

2447 56 239 169 20,5

232 23,0

1990 43 282 167 23,0

2669 40 217


Bacias de Deflexão

(0,01 mm)


(MPa)

SubleitoErro

(μm)

Bacia

B1

B2

B3

B4

B5

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Def

lexã

o (x

0,0

1m

m)


Trecho 13


128





retroanálise pelo AEMC, estão próximas das bacias obtidas em campo, e pode-se observar

também grande dispersão das linhas deflectométricas do trecho. O CV das bacias

deflectométricas variaram entre 15,3% a 24,7%, sendo os maiores valores referentes aos

geofones mais distantes do ponto de aplicação de carga, apresentando média dispersão

dos dados. Os MR retroanalisados das camadas do pavimento, apresentaram valores com

média dispersão, assim como as bacias deflectométricas; os MR do revestimento asfáltico

apresentaram valores entre 1848 MPa a 3437 MPa; os MR da camada de base entre 40

MPa a 72 MPa; a camada de sub-base teve seus MR entre 217 MPa e 342 MPa, e o

subleito apresentou MR entre 167 MPa a 322 MPa.





todo o trecho foi obtido valores de RC menores que 100m, com exceção da bacia B4 onde

seu RC foi um pouco acima dos 100m. Na Figura 67.b foi verificado que o parâmetro SCI

apresentou valores maiores que o critério limite em todo o trecho, indicando camada de

revestimento asfáltico pouco resistentes. Pela Figura 67.c pôde-se observar que apenas as

bacias B3 e B4 apresentaram valores de BDI próximos do critério limite, as demais bacias

apresentaram valores de BDI maiores que o valor de critério indicando baixa rigidez da

camada de base. Na Figura 67.d, os valores do parâmetro BCI se mostraram abaixo do

critério limite, porém, em algumas bacias, se observa uma aproximação do valor de

critério. Os valores de MR obtidos na retroanálise se mostram coerentes com os

parâmetros empíricos.



alta correlação em todas estas análises.

129


pesquisa



0

200

400

600

800

1000

1200

B1 B2 B3 B4 B5

Ra

io d

e C

urv

atu

ra (

m) RC (100 m)

100m (PRO 11)

(a)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

B1 B2 B3 B4 B5

SCI (

0,01

mm

)

SCI (0,01 mm)

25x10-2 mm

(b)

0

10

20

30

40

50

60

70

B1 B2 B3 B4 B5

BD

I (0,

01 m

m)

BDI (0,01 mm)

40x10-2 mm

(c)

0

2

4

6

8

10

12

14

B1 B2 B3 B4 B5

BC

I (0

,01

mm

)

BCI (0,01 mm)

10x10-2 mm

(d)

R² = 0,9547

0

20

40

60

80

100

120

140

0 50 100 150

D0 (

0,0

1 m

m)

RC (m)(a)

R = -0,98

R² = 0,9949

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 20 40 60

MR

CA

(M

Pa)

SCI (0,01 mm)(b)

R = -1,00

R² = 0,979

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60

MR

Base

(M

Pa)

BDI (0,01 mm)(c)

R = -0,99R² = 0,4209

0

50

100

150

200

250

300

350

0 2 4 6 8 10

MR

Suble

ito (M

Pa)

BCI (0,01 mm)(d)

R = -0,65

130

5.1.14 Considerações quanto à Retroanálise

Os trechos desta pesquisa podem ser divididos em estruturas de pavimentos

semirrígidos (trechos 2, 4, 7, 10 e 11) e estruturas de pavimentos flexíveis (trechos 1, 3,

5, 6, 8, 9, 12 e 13). Nas estruturas de pavimentos semirrígidos a camada de base ou sub-

base é composta de brita graduada tratada com cimento (BGTC), já os pavimentos

flexíveis apresentam suas camadas de base e sub-base constituídas por materiais

granulares e solos.

Nas camadas de BGTC, com a adição do cimento, apresentam um ganho

significativo em sua rigidez frente ao material natural, e com isso aumentam a resistência

à compressão e à tração fazendo com que menores tensões cheguem as camadas

subsequentes. Nas retroanálise dos trechos 2, 4, 7, 10 e 11, foram constatados altos valores

de MR das camadas de BGTC e dos subleitos desses trechos.

Observou-se semelhança nas linhas deflectométricas das bacias determinadas em

campo e nas bacias obtidas por retroanálise pelo BackMeDiNa em todos os trechos desta

pesquisa (figuras presentes nos itens 5.1.1 a 5.1.13), mesmo quando a retroanálise

apresentou erro elevado. Segundo GRENIER e KONRAD (2002), as fissuras e trincas

geram várias descontinuidades, que influenciam na determinação da bacia

deflectométrica e conduzem a erros nos processos convencionais de retroanálise. Isto foi

observado nesta pesquisa, visto que os maiores erros obtidos no processo de retroanálise

ocorreram nos trechos 5, 6, 8, 9, 12 e 13, que apresentam mais de 20% de sua área

trincada. Verificando os valores médios dos MR encontrados na retroanálise e MR

médios mais e menos um desvio padrão pelo método indireto através do software AEMC,

foram obtidas bacias de deflexão que se encontram inseridas nas faixas de valores das

bacias determinadas em campo pelo FWD, sendo essa verificação um dos critérios para

se admitir os MR utilizados na continuidade desta pesquisa, correspondente a verificação

dos critérios de restauração.

Visando diminuir os erros de retroanálise, no trecho 9 foi analisada uma hipótese

considerando a camada de base e sub-base, que apresentaram MR na mesma ordem de

grandeza, como se fossem uma única camada, porém, não houve melhoria nos erros,

encontrando-se ainda erros altos na retroanálise.

Analisando as estruturas dos 13 trechos em estudo nesta pesquisa, viu-se alta

131

correlação do parâmetro empírico raio de curvatura (RC) com a deflexão máxima (D0)

em 12 dos 13 trechos estudados, apresentando um coeficiente de correlação linear

negativa (R) maior que 0,72, mostrando que a diminuição do valor de D0 ocorre

habitualmente em conjunto com o aumento do RC. Como o RC é dependente de D0, era

esperado essa boa correlação linear entre esses parâmetros, constatando que o RC foi um

bom indicador da rigidez da estrutura do pavimento, apresentando RC menores que 100m

nos trechos com D0 maiores que 80𝑥10−2𝑚𝑚.

O parâmetro empírico Índice de Curvatura da Superfície (SCI) é utilizado para

indicar a rigidez da camada de revestimento asfáltico. Ao se analisar a correlação entre o

MR da camada de revestimento asfáltico e o SCI, nos 13 trechos desta pesquisa houve

uma correlação linear negativa (R) maior que 0,88, demonstrando que quando se tem

menor rigidez da camada de revestimento asfáltico, e por consequência um menor MR,

tem-se um aumento do valor do parâmetro SCI. O menor coeficiente de determinação R²

encontrado foi de 75%, isso quer dizer que no máximo 25% das variações apresentadas

nos valores do MR do revestimento e nos valores de SCI são influência de outros fatores

que não a bacia de deflexão, visto que os dois parâmetros são obtidos através da bacia.

A proposta do Índice de Dano na Base (BDI) é demonstrar a condição da camada

de base, indicando se há problema estrutural ou não nesta camada, sendo grandezas

inversamente proporcionais, ou seja, espera-se que quando haja um aumento do valor de

BDI, haja diminuição dos valores de MR da camada de base. Nas análises da correlação

entre o MR da camada de base e o parâmetro empírico BDI, 6 dos 13 trechos não

apresentaram correlação linear (R) e coeficiente de determinação (R²) satisfatórios que

indicassem a correlação, sendo esses os trechos 1, 5, 6, 7, 9 e 10. Os outros 7 trechos da

pesquisa, apresentaram boa correlação linear negativa com R acima de 0,79. Com alguns

trechos apresentando correlação entre os parâmetros e outros não, pensa-se que o

parâmetro BDI acaba sendo um bom indicador somente para demonstrar condições

extremas da camada de base, visto que as melhores correlações se deram nos trechos 2 e

4 onde a base era constituída de BGTC e apresentavam as deflexões mais baixas entre os

trechos, e nos trechos 12 e 13, constituídos por bases granulares de baixa rigidez, e com

as maiores deflexões encontradas entre os treze trechos.

O parâmetro empírico Índice de Curvatura da Base (BCI) é utilizado como um

indicador da condição do subleito, sendo uma grandeza inversamente proporcional, ou

132

seja, sendo esperado que quanto menor for o BDI, maior será o MR do subleito. Em 5 dos

13 trechos analisados não apresentaram boas correlações de R e R² entre BCI e MR do

subleito, isso pode ocorrer devido a maiores dispersões nas medidas finais da bacia

deflectométrica. Pelo BCI foi indicado boas condições estruturais de subleito para todos

os treze trechos desta pesquisa, sendo encontrado MR do subleito condizentes com o que

o parâmetro indicou.

Na Tabela 44 são apresentadas as espessuras de cada camada do pavimento e os

módulos de elasticidade médios, obtidos através da média dos MR de cada bacia do

trecho, sendo estes os MR que serão utilizados para o dimensionamento do reforço

previsto nesta pesquisa. Referente à camada de BGTC, os MR dos trechos 2 e 11 se

apresentaram bem maiores que dos trechos 4, 7 e 10. Uma hipótese para tal situação seria

a degradação da camada cimentada pelas cargas repetidas, e o funcionamento dessas

camadas de BGTC nestes três trechos como bloco e não como camada íntegra.

Tabela 44 – MR médios apresentados por trecho

O que se espera de um pavimento flexível em relação às suas camadas estruturais

é que, o revestimento seja a camada com maior rigidez por ser a camada da estrutura

responsável por absorver as maiores tensões atuantes no pavimento e distribuir em

seguida para a camada de base que pode apresentar uma rigidez menor que a camada de

revestimento. No entanto, maior que a camada inferior e assim sucessivamente com as

camadas de sub-base e o terreno de fundação que é o subleito. Sendo assim, o subleito

Subleito

Espessura

(cm)MR (MPa)

Espessura

(cm)MR (MPa)

Espessura

(cm)MR (MPa)

Espessura

(cm)MR (MPa) MR (MPa)

1 12,5 4071 40 104 177

2 12 6767 20 24238 399

3 12 2973 30 159 234

4 15 6995 20 1990 20 247 370

5 10 3501 15 147 20 163 119

6 13 2523 18 199 157

7 15 2727 16 66 15 1296 322

8 11,5 4143 23 105 13 237 20 461 211

9 10 1933 17 22 18 69 30 330 174

10 20 5593 10 235 20 3224 360

11 12 3895 10 142 20 22391 299

12 12 1244 28 52 20 305 200

13 10 2478 40 51 20 268 216

Reforço de SubleitoSub-baseBaseRevestimento Asfáltico

Trecho

133

seria a parte estrutural do pavimento mais sensível e o mais sujeito a deformações

elásticas e plásticas, de acordo com o método de dimensionamento empírico do DNIT,

que foi concebido com o objetivo de protegê-lo.

No entanto, verifica-se diante dos valores de módulos de elasticidade obtidos

através da retroanálise e apresentados na Tabela 44, que os módulos médios do subleito

são maiores que os módulos da base em 9 dos 11 trechos compostos por base granular.

Segundo CARDOSO (1995), módulos retroanalisados com baixos valores de camadas de

base podem ocorrer visto que, dependendo da configuração do carregamento e da

estrutura, a camada de base pode estar submetida a esforços de tração, e os materiais que

a compõem não trabalham a tração, o que promove a ocorrência de rupturas localizadas

que alteram os valores modulares, diminuindo o seu valor.

COSTA et al. (2017) dizem que a parte mais sensível do conjunto estrutural de

um pavimento, não tem sido o subleito, visto que MR com valores elevados para estes

materiais vêm sendo observados em análises realizadas em subleitos brasileiros, que,

diferente dos subleitos americanos, podem apresentar módulos maiores que os de sub-

base e base, quando bem compactados e sem presença de água.

Na Figura 69 são apresentadas as deflexões características dos trechos desta

pesquisa associados à porcentagem total de área trincada. Na Figura 70, são apresentados

os MR médios da camada de revestimento asfáltico também associados à porcentagem

total de área trincada.

Em todos os trechos analisados nesta pesquisa pode-se constatar que há um

percentual de área trincada, mesmo que pequeno, e essas fissuras são fatores influentes

nos resultados dos módulos elásticos obtidos por retroanálise. De acordo com PITTA e

BALBO (1998), pavimentos que se apresentam bastante fissurados tendem a ter

deformações resilientes de maior magnitude o que conduz a baixos valores de módulo do

revestimento. É possível verificar pela Figura 70 que os maiores percentuais de área

trincada são correspondentes aos trechos que apresentam menores módulos de

elasticidade do revestimento, e por consequência maiores deflexões máximas visto que

são muito deformáveis. Com o elevado grau de trincamento há a tendência de o

revestimento passar a funcionar como bloco e não como camada integra.

134

Figura 69 – Deflexão característica média x porcentagem total de área trincada referente a cada um dos

trechos em estudo

Figura 70 – Módulos de Resiliência do revestimento x porcentagem total de área trincada referente a cada

um dos trechos em estudo

Embora tenham sido feitas análises individuais, a Tabela 45 apresenta a tendência

geral, e vê-se parâmetros que tem correlação, como MR com os parâmetros empíricos,

como esperado, visto que ambos estão vinculados à curvatura da bacia.

As características próprias de cada trecho apresentaram respostas particulares

diante dos parâmetros empíricos utilizados para verificação da rigidez das camadas do

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Áre

a Tr

inca

da T

otal

(%)

Def

lexã

o C

arac

terí

stic

a (x

0,0

1m

m)

Trechos

Dc (x0,01mm)

% Área Trincada

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Áre

a Tr

inca

da T

otal

(%)

Mó

du

lo d

e El

asti

cid

ade

(Mp

a)

Trechos

MR Revestimento

% Área Trincada

* * * * *

*BGTC

* * * * * *

*BGTC

135

pavimento, conforme foi apresentado nos itens 5.1.1 a 5.1.13, porém, na Tabela 45, foi

realizada uma correlação global referente aos dados de todos os treze trechos estudados

nesta pesquisa, para verificar tendências gerais, através de correlações lineares. As

correlações se deram a partir dos seguintes parâmetros: Deflexão característica (Dc);

porcentagem total de área trincada; índice de irregularidade longitudinal característico

(IRIc); Módulo elástico (MR) das camadas de revestimento, base e subleito; raio de

curvatura (RC); índice de curvatura da superfície (SCI); índice de dano na base (BDI) e

índice de curvatura da base (BCI).

As principais correlações que podem ser observadas são da deflexão característica

com os MR das camadas de revestimento e subleito e os parâmetros empíricos,

correlações já eram esperadas visto que todos esses dados estão vinculados à curvatura

da bacia de deflexão. A porcentagem de área trincada teve boa correlação com os

parâmetros dependentes da bacia de deflexão, visto que as fissuras e trincas geram várias

descontinuidades, que influenciam na determinação da bacia deflectométrica. O MR da

camada de base apresentou boa correlação com os MR das demais camadas, mas com os

parâmetros empíricos apresentou boa correlação apenas com o RC, não apresentando boa

correlação com o BDI, que seria o parâmetro capaz de indicar a condição da camada de

base. O motivo de não ter ocorrido uma boa correlação entre MR da base e BDI acredita-

se que seja pelas camadas estabilizadas, visto que o BDI não é adequado para essas

camadas. A boa correlação do MR da base e o RC, se deve à capacidade do RC conseguir

explicitar quais estruturas apresentam camadas estabilizadas através de altos valores de

RC.

O IRIc não apresentou correlação expressivas com os parâmetros analisados. Pela

Tabela 25 pode-se verificar que o IRIc não apresentou grandes variações apesar das

características individuais de cada trecho, se mostrando bom em 9 dos 13 trechos

estudados nesta pesquisa.

Infelizmente, não foram obtidos os dados do ensaio triaxial de cargas repetidas,

referentes aos materiais granulares e subleito dos trechos apresentados nesta pesquisa,

sendo assim, não foi possível comparar os módulos de elasticidade obtidos a partir da

retroanálise com valores de rigidez determinados nos ensaios laboratoriais.

136

Tabela 45 – Correlação entre os parâmetros dos 13 trechos em estudo nesta pesquisa

Parâmetros Dc%

TrincasIRIc

MR

Revest.

MR

Base

MR

SubleitoRC SCI BDI BCI

Dc 1,00

% Trincas 0,82 1,00

IRIc 0,33 -0,02 1,00

MR

Revestimento-0,79 -0,63 -0,32 1,00

MR Base -0,42 -0,18 -0,31 0,56 1,00

MR Subleito -0,69 -0,51 -0,33 0,73 0,53 1,00

RC -0,63 -0,36 -0,34 0,76 0,94 0,74 1,00

SCI 0,99 0,81 0,32 -0,82 -0,41 -0,72 -0,63 1,00

BDI 0,99 0,82 0,40 -0,76 -0,38 -0,66 -0,58 0,98 1,00

BCI 0,90 0,75 0,43 -0,68 -0,46 -0,81 -0,66 0,89 0,91 1,00

-0,50 < Parâmetros ≤ -1,0, correlação negativa

0,50 < Parâmetros ≤ 1,0, correlação positiva

137

5.2 VERIFICAÇÃO DE VIDA ÚTIL E DIMENSIONAMENTO

A verificação da vida útil das soluções de manutenção indicadas pelo Catálogo de

Soluções para Pavimentos Flexíveis do DNIT foi realizada com o método mecanístico de

dimensionamento de pavimentos flexíveis MeDiNa.

Os trechos 1 e 11 tiveram como propostas de intervenção pelo catálogo o reforço

estrutural com 4 cm de concreto asfáltico, sendo para o trecho 1 indicado uma mistura

convencional e para o trecho 11 uma mistura modificada por polímero. A verificação da

solução indicada em cada caso foi realizada no MeDiNa com a espessura de 5cm, visto

ser a espessura mínima de revestimento aceita no método.

Para os trechos 2 e 4 foram indicadas pelo catálogo soluções de fresagens parciais

descontínuas de 5cm de espessura nas áreas trincadas com reposição de 5cm de concreto

asfáltico, seguida de aplicação de micro revestimento asfáltico a frio em toda superfície.

Para fins de simplificação e como não há a possibilidade de se considerar fresagens

parciais e micro revestimento no MeDiNa, foi considerado para análise a fresagem em

toda a área do pavimento com reposição de 5cm de concreto asfáltico.

Nos trechos 3, 6, 7 e 8 o catálogo indicou fresagem parcial descontínua de 5cm de

espessura nas áreas trincadas com reposição de 5cm de concreto asfáltico, seguido de um

reforço estrutural de concreto asfáltico de 4cm de espessura, sendo nos trechos 3 e 6 uma

mistura convencional e nos trechos 7 e 8 uma mistura modificada por polímero. Para as

análises foi considerada a fresagem em toda a área do pavimento com uma espessura de

5cm, sendo a espessura da camada de reposição somada a espessura de reforço, e uma

segunda hipótese onde não se considerou a fresagem, considerando apenas o reforço

estrutural com 5cm de espessura que é a mínima no método MeDiNa

No trecho 10 a solução indicada pelo catálogo foi a fresagem parcial descontínua,

de 5cm de espessura nas áreas trincadas com reposição de 5cm em concreto asfáltico,

seguida de uma camada de tratamento superficial duplo (TSD) com emulsão modificada

por polímero e então uma camada de reforço estrutural em concreto asfáltico modificado

por polímero com 4 cm de espessura. Para as análises foi considerado a fresagem em toda

a área do pavimento com uma espessura de 5cm, aplicação de TSD com espessura de 2cm

e reforço com a espessura indicada de 4cm somados com a espessura da camada de

reposição (5cm), uma segunda hipótese foi analisada onde desconsiderou-se a fresagem,

138

fazendo a aplicação de TSD diretamente sobre o revestimento atual, com espessura de

2cm, e reforço com espessura de 5cm, espessura mínima admitido no método MeDiNa.

Nos trechos 5 e 12 foi indicado pelo catálogo a fresagem parcial descontínua de

5cm de espessura nas áreas trincadas com reposição de 5cm de concreto asfáltico,

seguido, no trecho 5, de um reforço estrutural em concreto asfáltico convencional de 7cm

de espessura, e, no trecho 12 por um reforço estrutural de concreto asfáltico modificado

por polímero com 10cm de espessura. Para as análises foi considerado a fresagem em

toda a área do pavimento com uma espessura de 5cm, sendo a espessura da camada de

reposição somada à espessura de reforço. Foi realizada também uma segunda hipótese

onde não se considerou a fresagem, considerando apenas o reforço estrutural nas

espessuras indicadas.

Na Tabela 46 encontra-se um resumo das soluções de reforço indicadas pelo

catálogo do DNIT para 11 trechos desta pesquisa, com as considerações que serão

utilizadas nas análises das soluções no MeDiNa, tipo da mistura se convencional ou

modificada por polímero e quantidade de misturas analisadas, espessura final de reforço

a ser considerada, espessura do TSD, revestimento asfáltico existente, espessura fresada

do revestimento existente, espessura remanescente do revestimento e as espessuras das

camadas de base, sub-base e reforço de subleito.

Posteriormente, foram realizados dimensionamentos da camada de reforço em

todos os trechos onde a espessura indicada pelo catálogo de soluções do DNIT não

atendeu a vida útil de projeto, fixada em 10 anos.

Os materiais utilizados para as análises de vida útil do reforço, foram quatro

misturas asfálticas teóricas que se encontram na base de dados do MeDiNa. As misturas

são nomeadas como Classe 1, Classe 2, Classe 3 e Classe 4, onde a mistura Classe 1 é

considerada menos resistente à fadiga e a mistura Classe 4 mais resistente à fadiga, a

qualidade dessas misturas foram determinadas por análise de um banco de dados de

parâmetros de curva de fadiga e de módulo de resiliência, obtidos em laboratório. Essas

misturas servem para guiar o projetista em seu dimensionamento e, para execução no

campo, todos os parâmetros da curva de fadiga assim como os do módulo de resiliência

deverão ser obtidos no projeto da mistura asfáltica para a execução da obra.

A verificação da vida útil das soluções indicadas pelo catálogo de soluções do

139

DNIT, quando indicadas misturas convencionais, foram utilizadas todas as 4 classes de

mistura para verificação de qual atenderia; quando a indicação foi de misturas

modificadas por polímero, as análises foram realizadas apenas com a mistura Classe 4,

por entender que a utilização da mistura modificada indica a necessidade de um concreto

asfáltico melhor sob o ponto de vista da fadiga.

Tabela 46 – Resumo das soluções propostas pelo catálogo de soluções do DNIT e considerações usadas

para as análises no MeDiNa referente aos trechos desta pesquisa

Ind

ica

da

s p

elo

Ca

tálo

go

do

DN

IT

Ad

ap

tad

as

pa

ra

An

áli

ses

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iNa

Tip

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ad

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ált

ica

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Refo

rço

TS

D

Rev

est

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to A

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ltic

o

Atu

al

Fresa

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do

Rev

est

imen

to

Rev

est

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sfá

ltic

o

Rem

an

esc

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te

Ba

se

Su

b-b

ase

Refo

rço

de S

ub

leit

o

1 Reforço 4cm Reforço 5cm Comum 4 5 - 12,5 0 12,5 40

2

Fresagem +

Recomposição

5cm

Fresagem +

Recomposição

5cm

Comum 4 5 - 12 5 7 30

Fresagem +

Reforço 9cmComum 4 9 - 12 5 7 30

Reforço 5cm Comum 4 5 - 12 0 12 30

4

Fresagem +

Recomposição

5cm

Fresagem +

Recomposição

5cm

Comum 4 5 - 15 5 10 20 20

Fresagem +

Reforço 12cmModificada 1 12 - 10 5 5 15 20

Reforço 7cm Modificada 1 7 - 10 0 10 15 20

Fresagem +

Reforço 9cmComum 4 9 - 13 5 8 18

Reforço 5cm Comum 4 5 - 13 0 13 18

Fresagem +



Fresagem +

Reforço 9cmModificada 1 9 - 11,5 5 6,5 23 13 20

Reforço 5cm Modificada 1 5 - 11,5 0 11,5 23 13 20

Fresagem + TSD

+ Reforço 9cmModificada 1 9 2 20 5 15 10 20

TSD + Reforço

5cmModificada 1 5 2 20 0 20 10 20

11 Reforço 4cm Reforço 5cm Modificada 1 5 - 12 0 12 10 20

Fresagem +



Fresagem +

Recomposição

5cm + Reforço

4cm

Fresagem +

Recomposição

5cm + Reforço

4cm

Fresagem +

Recomposição

5cm + Reforço

4cm

Fresagem +

Recomposição

5cm + TSD +

Reforço 4cm

Fresagem +

Recomposição

5cm + Reforço

10cm

12

Novas Camadas Pavimento Existente

5

3

Fresagem +

Recomposição

5cm + Reforço

4cm

Espessura (cm)Soluções

Trech

o

Fresagem +

Recomposição

5cm + Reforço

7cm

6

7

8

10

140

Para os trechos 9 e 13 o catálogo indicou reconstrução da estrutura nos cenários 6

e 4 respectivamente, sendo indicados nestes cenários as espessuras e materiais

constituintes de cada camada a partir do subleito. Foram analisadas as condições atuais

da estrutura existente, e a partir daí verificou-se quais as camadas deveriam ser

reconstruídas, compatibilizando a estrutura existente e as camadas a serem analisadas

para reconstrução.

O cenário 6, indicado para o trecho 9 é constituído de uma estrutura formada por

20 cm de reforço de subleito em solo, 20 cm de uma sub-base composta por BGS, 20 cm

de uma base de BGTC, TSD de 2 cm e um revestimento asfáltico por mistura modificada

com polímero de 12,5 cm. O cenário 4, indicado para o trecho 13, é constituído de uma

estrutura formada por 20 cm de reforço de subleito em solo, 20 cm de uma sub-base

composta por solo, 20 cm de uma base de BGS e um revestimento asfáltico com espessura

de 10 cm. Na Tabela 47 são apresentadas as estruturas de reconstrução indicadas no

catálogo do DNIT para os dois cenários, a estrutura atual e a estrutura compatibilizada

com o indicado pelo catálogo a ser analisada pelo método MeDiNa.

Tabela 47 – Resumo das soluções de reconstrução indicadas pelo catálogo de soluções do DNIT, a

estrutura atual e a estrutura a ser considerada na análise de vida útil pelo método MeDiNa referente aos

trechos 9 e 13 desta pesquisa

No trecho 9 considerou-se que os MR encontrados na retroanálise da camada de

reforço do subleito e subleito sugerem que as camadas estão em bom estado, sendo

mantidas e considerando como solução a reconstrução das camadas superiores a estas.

Ca

tálo

go

DN

IT

(cen

ário

6)

Est

ru

tura

Atu

al

Est

ru

tura

de

Reco

nst

ru

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o

Ca

tálo

go

DN

IT

(cen

ário

4)

Est

ru

tura

Atu

al

Est

ru

tura

de

Reco

nst

ru

çã

o

(cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm)

Revestimento 12,5 10 12,5 10 10 10

Anti-reflexo de Trincas 2 - 2 - - -

Base 20 17 15 20 40 20

Sub-base 20 18 15,5 20 20 20

Reforço de Subleito 20 30 30 20 - 20

Espessura Total da

Estrutura74,5 75 75 70 70 70

Trecho 9 Trecho 13

Camadas

do

Pavimento

141

No trecho 13, o MR da sub-base também sugere que a camada esteja em bom estado, na

reconstrução essa sub-base foi considerada como reforço do subleito, e sobre ela

adicionadas camadas de sub-base, base e revestimento. Os MR dos materiais existentes

que serão mantidos encontram-se dentro dos valores indicados na instrução de projetos

de pavimentação do DER-SP (2006).

Nas análises do trecho 9, os materiais novos considerados para reconstrução foram

obtidos da base de dados do método MeDiNa, e são descritos a seguir:

• Concreto asfáltico modificado de alto módulo – CAP 10/20, MR de 16341 MPa e

coeficiente de Poisson de 0,30;

• Camada antirreflexão de trincas, identificada como tratamento superficial duplo,

com espessura de 2,0 cm, MR de 1000 MPa e coeficiente de Poisson de 0,25;

• Base de brita graduada tratada com cimento (BGTC), identificada como Balbo

(1993) com 80 kg/m3 de cimento portland, com espessura de 15,0 cm, módulo

com comportamento do tipo sigmoidal e coeficiente de Poisson de 0,25; e

• Sub-base de material granular, identificado como Brita Graduada – Gnaisse C4,

com espessura de 15,5 cm, MR de 311 MPa e coeficiente de Poisson de 0,35.

Nas análises do trecho 13, os materiais novos considerados para reconstrução

foram obtidos da base de dados do método MeDiNa, e são descritos a seguir:

• Concreto asfáltico Classe 4, com MR de 10492 MPa e coeficiente de Poisson de

0,30;

• Base de material granular, identificado como Brita Graduada – Gnaisse C4, com

espessura de 20 cm, MR de 311 MPa e coeficiente de Poisson de 0,35; e

• sub-base de solo, identificado como solo Areno-argiloso LG’(2), com espessura

de 20 cm, MR de 248 MPa e coeficiente de Poisson de 0,45.

Com os módulos retroanalisados e as indicações das soluções, foi possível realizar

as verificações da vida útil de projeto, bem como tentar o dimensionamento da espessura

de reforço quando a solução indicada não atende os critérios de verificação.

5.2.1 Estrutura do Pavimento

As primeiras informações que devem ser preenchidas são de identificação do

projeto, nos campos: Responsável, Projeto e Empresa. A determinação da estrutura a ser

142

analisada é realizada adicionando ou excluindo camadas, definindo o material que as

compõem, espessura, módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson de cada camada.

A versão do MeDiNa utilizada para as análises de vida útil e dimensionamento do

reforço e reconstrução foi a v1.0.2.1. Nesta versão os módulos retroanalisados podem ser

importados do BackMeDiNa e durante a importação, o MeDiNa calcula a média, o desvio

padrão e os valores mínimos e máximos dos módulos retroanalisados, assim como o valor

da deflexão característica, e estas informações aparecerão para o projetista na janela

Propriedades dos Materiais. Os módulos considerados para as análises e

dimensionamentos de reforço é a média dos módulos de todas as bacias retroanalisadas

consideradas para o trecho.

Concluída a caracterização da estrutura, deve ser informada ao programa a

composição do tráfego, sendo inserido os dados: tipo de via, VMD referente ao primeiro

ano, fator de veículo, “N” anual total, porcentagem de veículos na faixa de projeto, taxa

de crescimento do tráfego ao ano e vida de projeto. A partir dos parâmetros informados

o software calcula o valor de número “N” final instantaneamente. Nesta pesquisa, o

número “N” foi definido através de um estudo feito pela concessionária responsável pela

rodovia, apresentado na Tabela 21. O MeDiNa através dos dados informados gerou

exatamente o mesmo “N” previsto na tabela.

Para os trechos de pista simples (trechos 1 a 6), foi utilizado o valor de 50% no

campo percentual de veículos na faixa de projeto, visto que o tráfego informado na tabela

14 é a composição real, sendo o volume de veículos referente ao primeiro ano resultado

da contagem de ambos os sentidos de tráfego. Nos trechos de pista dupla (trechos 7 a 13),

foi utilizado o valor de 40% no campo percentual de veículos na faixa de projeto.

Após a entrada dos dados é possível salvar o projeto, ação que preserva todos os

dados informados, podendo ser aberto a qualquer momento pelo projetista para que sejam

efetuadas alterações, novas análises e dimensionamento de camadas.

A Figura 71 mostra um exemplo da tela de entrada do MeDiNa, após a verificação

da vida útil, em um dos trechos analisados desta pesquisa.

143

Figura 71 – Exemplo da tela de entrada de dados de caracterização da estrutura referente ao Trecho 1

desta pesquisa, com a camada de reforço adicionada, e as análises do reforço do pavimento (MeDiNa)

5.2.2 Resultados

Com o preenchimento de todos os dados necessários para analisar a estrutura, o

usuário pode analisar a vida útil do pavimento, dimensionar uma camada de reforço no

modo reforço ou dimensionar uma camada da estrutura do pavimento para se chegar à

vida útil de projeto, no modo pavimento novo.

As estruturas de todas as hipóteses a serem analisadas estão apresentadas na

Tabela 46, onde as colunas em cinza correspondem às camadas e espessuras a serem

consideradas em cada hipótese, para cada trecho. Para todas as camadas existentes foram

adotados o coeficiente de Poisson utilizado na retroanálise e o módulo de elasticidade

médio (Tabela 44).

Para o reforço foram analisados inicialmente 39 casos, para um nível de

confiabilidade de 95% por se tratar de um sistema arterial principal (rodovia federal

interestadual). É importante ressaltar que o método MeDiNa no modo de projeto de

reforço avalia apenas o consumo de fadiga da nova camada asfáltica, tendo como critério

144

de falência dos pavimentos a partir de uma área trincada de 30%.

Dos 39 casos analisados, em 31 casos foram encontrados valores inferiores à vida

útil de projeto prevista no Catálogo de Soluções de Manutenção para Pavimentos

Flexíveis do DNIT, que é 10 anos. Desses, 84% não ultrapassaram 4 anos úteis, ocorrendo

casos onde a ruptura dos pavimentos ocorria em menos de 1 ano. O trecho 2 apresentou

vida útil de projeto satisfatório para os 10 anos com todas as 4 misturas asfálticas

analisadas. O trecho 4 atendeu a vida útil de projeto com as misturas asfálticas Classe 2

e Classe 4, e o trecho 10 atendeu a vida útil de projeto nas análises com a mistura Classe

4 nas duas hipóteses consideradas. O resumo das análises pode ser observado na Tabela

48, onde é apresentado nas colunas em cinza a vida útil de projeto em anos para cada

análise.

Após a conclusão das análises de vida útil das soluções de reforço indicadas pelo

catálogo do DNIT, foram realizadas tentativas de dimensionamento da camada de reforço

pelo MeDiNa nos 31 casos que não atenderam a vida útil de projeto. Dessas 31 tentativas

de dimensionamento do reforço, apenas 1 caso foi dimensionado com êxito, sendo

encontrada espessura de reforço de 11,9 cm com a mistura Classe 4 para o trecho 11 desta

pesquisa. Nos outros 30 casos foi atingido a espessura máxima admitida para reforço no

método, sendo essa espessura de 15 cm, e não foi obtido a vida útil de projeto, sendo

indicado revisão da estrutura, como mostrado na Figura 72. Na Tabela 49 é apresentado

o resumo das análises dimensionadas e seus resultados.

No modo pavimento novo foram analisadas as estruturas de reconstrução

apresentadas na Tabela 47. No trecho 9 a estrutura compatibilizada com o indicado no

catálogo do DNIT atendeu ao critério de vida útil de projeto com a espessura de 12,5 cm

indicada pelo catálogo, e, realizando o dimensionamento do revestimento asfáltico, foi

verificado que uma espessura de 7,4 cm atenderia. No trecho 13, a estrutura indicada pelo

catálogo do DNIT não atendeu a vida útil de projeto, após esta primeira análise, foi

realizado o dimensionamento, que indicou que uma camada de 15 cm de espessura do

revestimento asfáltico atenderia a vida útil de 10 anos.

145

Tabela 48 – Resumo das soluções propostas pelo catálogo de soluções do DNIT e considerações usadas

para as análises no MeDiNa referente aos trechos desta pesquisa

Ind

ica

da

s p

elo

Ca

tálo

go

do

DN

IT

Ad

ap

tad

as

pa

ra

An

áli

ses

no

MeD

iNa

Refo

rço

TS

D

Rev

est

imen

to A

sfá

ltic

o

Rem

an

esc

en

te

Ba

se

Su

b-b

ase

Refo

rço

de S

ub

leit

o

Cla

sse 1

Cla

sse 2

Cla

sse 3

Cla

sse 4

1 Reforço 4cm Reforço 5cm 5 - 12,5 40 2,1 2,8 2,8 3,9

2

Fresagem +

Recomposição

5cm

Fresagem +

Recomposição

5cm

5 - 7 30 10 10 10 10

Fresagem +

Reforço 9cm9 - 7 30 0,9 1,2 1,8 2,3

Reforço 5cm 5 - 12 30 1,3 1,7 1,8 2,6

4

Fresagem +

Recomposição

5cm

Fresagem +

Recomposição

5cm

5 - 10 20 20 5,1 10 8,3 10

Fresagem +

Reforço 12cm12 - 5 15 20 - - - 2,8

Reforço 7cm 7 - 10 15 20 - - - 2,3

Fresagem +

Reforço 9cm9 - 8 18 1,1 1,4 2,0 2,6

Reforço 5cm 5 - 13 18 1,4 1,8 2,0 2,8

Fresagem +

Reforço 9cm9 - 10 16 15 - - - 2,8

Reforço 5cm 5 - 15 16 15 - - - 3,6

Fresagem +

Reforço 9cm9 - 6,5 23 13 20 - - - 3,3

Reforço 5cm 5 - 11,5 23 13 20 - - - 4,0

Fresagem + TSD

+ Reforço 9cm9 2 15 10 20 - - - 10

TSD + Reforço

5cm5 2 20 10 20 - - - 10

11 Reforço 4cm Reforço 5cm 5 - 12 10 20 - - - 8,0

Fresagem +

Reforço 15cm15 - 7 28 20 - - - 7,2

Reforço 10cm 10 - 12 28 20 - - - 4,8

Fresagem +

Recomposição

5cm + Reforço

4cm

Trech

o

Soluções

Espessura (cm)

Novas

CamadasEstrutura Existente

Vida Útil de Projeto (anos)

12

Fresagem +

Recomposição

5cm + Reforço

10cm

Misturas Asfálticas

Consideradas na Camada de

Reforço

7

Fresagem +

Recomposição

5cm + Reforço

4cm

8

Fresagem +

Recomposição

5cm + Reforço

4cm

10

Fresagem +

Recomposição

5cm + TSD +

Reforço 4cm

3

Fresagem +

Recomposição

5cm + Reforço

4cm

5

Fresagem +

Recomposição

5cm + Reforço

7cm

6

146

Figura 72 – Exemplo da tela do software MeDiNa após tentativa de dimensionamento do Trecho 1 desta

pesquisa, sendo informado a necessidade de verificação da estrutura

Tabela 49 – Resumo das análises do MeDiNa referente aos dimensionamentos de reforço

Vida Útil de

Projeto (anos)

ReforçoMisturas

Asfálticas

Refo

rço

Dim

en

sio

na

do

Rev

est

imen

to A

sfá

ltic

o

Atu

al

Fresa

gem

Rev

est

imen

to A

sfá

ltic

o

Rem

an

esc

en

te

Ba

se

Su

b-b

ase

Refo

rço

de S

ub

leit

o

Cla

sse 4

1 ReforçoAtingiu Limite

Superior12,5 0 12,5 40 6,7

Fresagem +

Reforço

Atingiu Limite

Superior12 5 7 30 4,6

ReforçoAtingiu Limite

Superior12 0 12 30 5,2

Fresagem +

Reforço

Atingiu Limite

Superior10 5 5 15 20 3,8


Superior10 0 10 15 20 4,3

Fresagem +

Reforço

Atingiu Limite

Superior13 5 8 18 4,8


Superior13 0 13 18 5,5

Fresagem +

Reforço

Atingiu Limite

Superior15 5 10 16 15 5,6


Superior15 0 15 16 15 6,6

Fresagem +

Reforço

Atingiu Limite

Superior11,5 5 6,5 23 13 20 6,1


Superior11,5 0 11,5 23 13 20 7,2

11 Reforço 11,9 12 0 12 10 20 10

Fresagem +

Reforço

Atingiu Limite

Superior12 5 7 28 20 7,2


Superior12 0 12 28 20 7,6

12

Co

nsi

dera

çã

o n

o D

imen

sio

na

men

to

de R

efo

rço

7

8

3

5

6

Trech

o

Espessuras (cm)

Estrutura Existente

147

5.2.3 Considerações sobre as Análises de Vida Útil e Dimensionamento

Após análises pelo método MeDiNa, referentes à vida útil das soluções

recomendadas pelo catálogo de soluções do DNIT, foi constatado que oito dos onze

trechos com indicações de reforço não atenderiam a vida útil de projeto de 10 anos,

mencionada no catálogo, indicando trechos que, pelo dano acumulado por fadiga,

sofreriam ruptura em menos de 1 ano.

Os três trechos onde as soluções indicadas pelo catálogo atenderam a vida útil de

projeto possuem camadas estabilizadas quimicamente em sua estrutura, sendo nos trechos

2 e 4 a camada de base e no trecho 10 a camada de sub-base. A camada estabilizada

absorve parte das tensões de tração, diminuindo essas tensões na camada de revestimento

e como são pouco deformáveis proporcionam menores esforços verticais sobre o subleito,

o que proporcionou a esses trechos baixas deflexões e bons valores de módulos de

elasticidade, indicando boa condição das camadas inferiores da estrutura do pavimento.

A BGTC devido à cura do cimento apresenta retração, levando ao aparecimento de

fissuras e trincas que se agravam com o tráfego, esse problema pode levar à reflexão

destas trincas ao revestimento asfáltico no caso do emprego da BGTC como material de

base (BALBO, 1993), já seu emprego como material de sub-base foi pensado para evitar

a reflexão das trincas para o revestimento (SUZUKI, 1992). Estas razões expostas ajudam

a explicar a existência de áreas trincadas nos trechos 2 e 4, com base em BGTC, e esses

trechos tem maior porcentagem de trincamento que o trecho 10 onde a camada

estabilizada é a sub-base.

Os dois trechos indicados com reconstrução pelo catálogo apresentaram altas

deflexões e altas porcentagens de área trincada, apresentando baixos valores de módulos

de elasticidade das camadas de revestimento e base. Através dos módulos de elasticidade

foi possível verificar que o problema da estrutura não se encontrava apenas na camada de

revestimento, por isso a reconstrução atendeu a vida útil de projeto, no momento em que

as camadas que apresentavam problemas foram substituídas. Pelo tráfego previsto

durante a vida útil do pavimento, com "N" ≥ 1,0 E+07, viu-se que o trecho 9, onde foi

indicado BGTC apresentou melhores resultados, sendo visto pelo dimensionamento com

o MeDiNa que uma camada de revestimento menor que a indicada pelo catálogo já

atenderia a vida útil de projeto. No trecho 13, a vida útil de projeto foi atendida apenas

ao se realizar o dimensionamento, chegando a 15 cm de revestimento, podendo a esse

148

trecho ser associado uma camada de BGTC ou camada antirreflexão de trincas, visando

um dimensionamento sem a necessidade de uma camada tão espessa do revestimento.

Nos oito trechos onde as soluções de reforço do catálogo do DNIT não atenderam

a vida útil de projeto, os trechos apresentaram valores de deflexão característica que

variaram de 30𝑥10−2𝑚𝑚 a 137𝑥10−2𝑚𝑚, e porcentagens de área trincada variando de

3% a 41%. Por estes números pode-se ver que as estruturas dos pavimentos apresentam

condições distintas, porém pela retroanálise foi possível estimar a camada com maior

contribuição para a incidência de danos por fadiga, e em todos esses trechos encontrou-

se a base com menores módulos de elasticidade do que a sub-base, e na maioria dos casos,

menores até que os módulos do subleito, caracterizando-se como bases descompactadas

ou afetadas estruturalmente. Pelos resultados das soluções do catálogo, pode-se ver que

um reforço estrutural que visa somente a camada de revestimento não foi capaz de

garantir a vida útil de projeto, quando a maior deficiência da estrutura está nas camadas

inferiores ao revestimento, como na maioria dos trechos desta pesquisa, na camada de

base.

FONSECA (2013) ao realizar analises pelo método mecanístico SisPav, verificou

que as soluções de reforço e reconstrução indicadas no catálogo da 2ª etapa do programa

CREMA, não atenderiam a vida útil de projeto, ocorrendo rupturas precoces do

pavimento. Esta é a mesma conclusão encontrada para as soluções indicadas pelo catálogo

do SGP do DNIT para a maior parte dos trechos estudados nesta pesquisa.

A caracterização dos materiais da estrutura existente do pavimento e dos novos

materiais a serem empregados nos projetos de reforço é de extrema importância no

método MeDiNa. As diferentes misturas utilizadas resultaram em diferentes períodos de

vida útil. Por exemplo, no trecho 4 o material de revestimento condicionou a estrutura em

atender ou não a vida útil de projeto: as misturas Classe 2 e 4 utilizadas com a espessura

indicada pelo catálogo atenderam a vida de projeto, já as misturas Classe 1 e 3, com a

mesma espessura, não atenderam. No Anexo III encontram-se alguns exemplos de

relatórios das análises e dimensionamentos feitos pelo método MeDiNa. Constam os

relatórios de análises de vida útil dos trechos 1 e 2, caracterizados com intervenções mais

leves, relatórios dos trechos 10 e 12, caracterizados com camadas antirreflexão de trincas

e intervenções mais pesadas, e relatórios dos trechos 9 e 13, onde foram indicadas

reconstrução da estrutura.

149

6 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS

Esta pesquisa teve como objetivo principal o estudo de trechos de uma rodovia

federal com diferentes condições funcionais e estruturais através da aplicação do novo

método de dimensionamento de pavimentos asfálticos MeDiNa. Foi utilizado como

critério inicial o Catálogo de Soluções de Manutenção para Pavimentos Flexíveis para

rodovias do DNIT, que apresenta soluções que compõem o Sistema de Gerência de

Pavimentos do órgão em nível de planejamento rodoviário, para verificação de qual seria

a solução recomendada para cada um dos trechos apresentados neste estudo. As soluções

de reforço do catálogo foram obtidas de acordo com as normas DNER-PRO 11/79 “B” e

DNER-PRO 269/94 “TECNAPAV” e as de reconstrução atendendo ao Método do

DNER, conforme apresentado no Manual de Pavimentação, de 2006, publicação IPR-

719. Foram feitas análises das soluções indicadas pelo catálogo no método mecanístico

MeDiNa, verificando se a vida útil de projeto estimada em 10 anos seria realmente

atendida. A partir do levantamento de dados funcionais e estruturais dos trechos

rodoviários desta pesquisa, e da obtenção dos módulos de elasticidade obtidos por

retroanálise a partir do software BackMeDiNa (parte integrante do método MeDiNa) foi

possível analisar a vida útil das soluções indicadas pelo catálogo dos diferentes trechos

estudados, bem como realizar dimensionamentos dos reforços considerando o critério de

fadiga e deformação permanente admitido no método.

Embasado nos conceitos apresentados neste trabalho e na análise dos resultados

obtidos, foi possível chegar às conclusões apresentadas a seguir.

6.1 CONCLUSÕES

• A análise pelo método MeDiNa da vida útil de projeto das soluções indicadas pelo

catálogo de soluções do SGP do DNIT, indicaram que em 78% dos casos

analisados, a vida útil de projeto estipulada em 10 anos não atendeu ao critério de

fadiga, ocorrendo a ruptura muito precoce dos pavimentos. Do total de casos que

não atingiram os 10 anos de vida útil 84% não chegaram em condições aceitáveis

aos 4 anos, havendo casos de ruptura em menos de 1 ano.

• As tentativas de dimensionamento atingiram a espessura limite da camada de

revestimento estipulado em 15 cm no método MeDiNa e não atendeu a vida útil

de projeto de 10 anos em 93% das tentativas de dimensionamento da camada de

150

reforço. Isso ocorreu devido às deformações de tração estarem muito altas nas

fibras inferiores da camada de revestimento devido aos baixos módulos de

elasticidade encontrados na camada de base, havendo em alguns casos total

incompatibilidade de rigidez entre as camadas, o que faz com que uma camada de

reforço não consiga reestabelecer a condição estrutural do pavimento.

• A retroanálise permitiu estimar qual a camada mais penalizada pelas cargas

repetidas, e assim, qual contribuiu mais para a incidência de danos por fadiga. Nas

análises dos trechos desta pesquisa, observou-se camadas de base com baixa

rigidez, sendo muito deformáveis, e pode-se concluir, que a indicação de soluções

como fresagem somente da camada de revestimento e posterior reforço

mostraram-se inadequadas sem o tratamento da camada de base.

• O catálogo de soluções do DNIT foi estabelecido para uso em um SGP visando o

âmbito do planejamento rodoviário a nível de rede, com isso observou-se a

generalização de soluções para trechos diversos, porém com características que se

enquadram em um padrão de enquadramento admitido no catálogo. Devido a isso

foi possível observar soluções inadequadas sendo indicadas a vários trechos.

• A consideração das características elásticas dos materiais que compõem a

estrutura dos pavimentos auxilia na avaliação estrutural, visto que pavimentos

com estruturas distintas podem apresentar o mesmo valor de deflexão máxima

(parâmetro usado nos métodos atuais de projeto de reforço) variando o

arqueamento da bacia deflectométrica, que se reflete em MR distintos dependendo

da condição que estes materiais se encontram. Portanto, analisar a bacia completa

permite um diagnóstico mais preciso da condição estrutural do pavimento e a

melhor decisão da solução de restauração em cada situação.

• Na retroanálise, os trechos com maior porcentagem de área trincada e maiores

deflexões características apresentaram os maiores erros na retroanálise, e os

trechos com menores porcentagens de área trincada e menores deflexões

características apresentaram os menores erros no processo de retroanálise.

• O parâmetro empírico raio de curvatura (RC), adotado para verificação da

integridade estrutural dos pavimentos flexíveis nos métodos tradicionais de

dimensionamento de reforço, se mostrou um bom critério de identificação de

camadas estabilizadas quimicamente, estando essa camada na base ou sub-base

da estrutura.

151

• Ao analisar apenas os parâmetros empíricos de análise das bacias, foram indicados

problemas estruturais em quatro trechos, sendo eles os trechos 5, 9, 12 e 13

(Tabela 24), e esses foram também os trechos que apresentaram maior

porcentagem de área trincada e indicações de intervenções mais pesadas pelo

catálogo do DNIT.

• O Catálogo do DNIT apresentou resultado satisfatório nos casos extremos, quando

as estruturas precisavam de reparos leves e quando precisavam de reconstrução,

porém nos casos intermediários não apresentou soluções que atendessem o critério

de vida útil de projeto.

• Pelo parâmetro empírico BDI, valores acima de 40𝑥10−2𝑚𝑚 indicam camadas

de base pouco resistentes, porém, o critério de 40𝑥10−2𝑚𝑚 não se mostrou

adequado, pois bases com valores de MR menores que 150 MPa, MR mínimo

indicado para esta camada na instrução de projeto do DER-SP (2006), não foram

caracterizados com BDI superiores a 40𝑥10−2𝑚𝑚. Na presente pesquisa,

acredita-se que um critério limite para o BDI de 15𝑥10−2𝑚𝑚, caracterizaria

melhor as condições de base, visto que todos os trechos que apresentaram MR

característicos de camadas íntegras para a base, apresentaram BDI menores que

15𝑥10−2𝑚𝑚.

• Os métodos de dimensionamento de reforço que deram origem ao Catalogo do

DNIT, PRO11 E PRO269, são voltados para deflexão máxima. O MeDiNa realiza

o dimensionamento analisando a estrutura como um todo, focado na curva de

fadiga do novo material do reforço, na área trincada futura, sendo a bacia de

deflexão representada através dos MR das camadas com muito mais detalhes para

interpretação do projetista.

6.2 SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS

• Realizar novas janelas de inspeção para conferência das espessuras das camadas

do pavimento e coleta de materiais para identificação e ensaios em laboratório na

rodovia analisada.

152

• Vários estudos já realizados indicam que as camadas de base e sub-base

apresentam em geral elasticidade não linear, crescendo à medida que as tensões

confinantes aumentam no interior dos materiais granulares, e, portanto, sugere-se

a realização de ensaios nos materiais dos poços, para obtenção e utilização da

elasticidade não linear nas análises de vida útil e dimensionamento.

• Realizar retroanálises dividindo as camadas de revestimento asfáltico, visto que

as maiores espessuras são referentes a intervenções já realizadas tendo em vista

tratar-se de uma rodovia muito antiga.

• Realizar retroanálises combinando camadas de base e sub-base semelhantes,

visando diminuir erros altos de retroanálise.

• Realizar retroanálises com as considerações de BUENO (2016) quanto à correção

de temperatura da camada de revestimento, partindo da retroanálise sem nenhum

ajuste nas medidas de campo e determinando os módulos das camadas granulares

e subleito, após corrigir as medidas de deflexão de campo e repetir o processo

iterativo, objetivando modificar apenas o módulo de elasticidade do revestimento,

finalizado a nova retroanálise.

• Realizar o mesmo estudo em outros trechos desta ou de outras rodovias, com

diferentes características funcionais e estruturais, para testar o MeDiNa em várias

situações.

• Realizar o dimensionamento considerando reciclagem das camadas de base.

• Realizar análises de desempenho em campo dos trechos que apresentaram vida

útil de projeto satisfatória, monitorando a área trincada.

153

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ANEXO I – PLANILHAS DO LVCI REFERENTE AOS TREZE TRECHOS DESTA PESQUISA

174

ANEXO II – TELAS DO VÍDEO REGISTRO E INDICAÇÃO DOS

DEFEITOS DOS TREZE TRECHOS DESTA DISSERTAÇÃO

TRECHO 1 - km 106,800 ao km 107,200/GO

175

TRECHO 2 - km 51,865 ao km 52,265/MG

176

TRECHO 3 - km 83,800 ao km 84,200/MG

177

TRECHO 4 - km 153,050 ao km 153,450/MG

178

TRECHO 5 - km 337,800 ao km 338,200/MG

179

TRECHO 6 - km 407,450 ao km 407,850/MG

180

TRECHO 7 - km 574,400 ao km 574,800/MG

181

TRECHO 8 - km 644,570 ao km 644,970/MG

182

TRECHO 9 - km 631,350 ao km 631,750/MG

183

TRECHO 10 - km 708,450 ao km 708,850/MG

184

TRECHO 11 - km 728,300 ao km 728,700/MG

185

TRECHO 12 - km 768,800 ao km 769,200/MG

186

TRECHO 13 - km 743,250 ao km 743,650/MG

187

ANEXO III - EXEMPLO DE RELATÓRIO DE ANÁLISE DA VIDA

ÚTIL DE PROJETO DO PAVIMENTO (MÉTODO MEDINA)

TRECHO 1 - km 106,800 ao km 107,200/GO

191

TRECHO 2 - km 51,865 ao km 52,265/MG

194

TRECHO 9 - km 631,350 ao km 631,750/MG

200

TRECHO 9 - km 631,350 ao km 631,750/MG

206

TRECHO 10 - km 708,450 ao km 708,850/MG

210

TRECHO 12 - km 768,800 ao km 769,200/MG

214

TRECHO 13 - km 743,250 ao km 743,650/MG

aplicaÇÃo do novo mÉtodo de dimensionamento de …

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